Мероприятия по обеспечению микроклимата на рабочих местах.
Под микроклиматом производственных помещений понимается климат окружающей человека внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих его поверхностей. Микроклимат на рабочем месте, в производственных помещениях - один из основных факторов, от которого зависит состояние здоровья и работоспособность человека. При неблагоприятных условиях (температуры, скорости движения воздуха, влажности и др.) ухудшает самочувствие, снижает производительность труда и может привести к различным простудным заболеваниям и нарушениям состояния здоровья работника.В соответствии с действующей классификацией, приведенной в Руководстве Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» микроклимат подразделяется на нагревающий и охлаждающий . Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (>0,87 кДж/кг) и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота (>30%) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко). Охлаждающий микроклимат – это состояние микроклимата в производственном помещении, при котором температура воздуха на рабочем месте ниже нижней границы допустимой. Образуется дефицит тепла в организме, человек ощущает холод. 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.Микроклимат на рабочем месте зависит от особенностей технологического процесса и вида используемого оборудования, климата, сезона или периода года, числа работников, а также условий отопления и вентиляции, размеров производственного помещения и может меняться на протяжении рабочей смены, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха. Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма.
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.).
При температуре воздуха на рабочих местах ниже допустимых величин в целях профилактики переохлаждения необходимо проводить профилактические меры: тамбуры перед входом, утепление окон и дверей, соответствующее устройство стен и перекрытий. У наружных дверей необходимо устраивать тепловые воздушные завесы. На производственных участках необходимо обеспечить работу общих приточных вентиляционных систем с подогревом подаваемого воздуха. Контингент работников, работающий на холоде, должны быть обеспечены теплой одеждой спецодеждой, должна быть предоставлена возможность периодически обогреваться в специально отведенном для этого теплом помещении. Противопоказаниями для работ, при которых имеется возможность переохлаждения, служат заболевания периферической нервной системы, невриты, периневриты, невралгии, заболевания суставов, мышц, почек, легких.Руководители предприятий, организаций и учреждений вне зависимости от форм собственности и подчинённости в порядке обеспечения производственного контроля обязаны привести рабочие места в соответствие с требованиями к микроклимату, предусмотренными Санитарными нормами и правилами, на основании п.1.4. СанПиН 2.2.4.548-96.
Отдела надзора по гигиене труда и радиационной гигиене
Создание оптимальных метеорологических условий труда в производственных помещениях является сложной задачей.
Для обеспечения нормативных параметров микроклимата в производственных помещениях проводятся технологические, технические, санитарно-технические и организационные мероприятия.
Наиболее радикальными методами управления микроклиматом являются:
Максимально возможная механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ, выполнение которых сопровождается избыточным теплообразованием в организме человека;
Дистанционное управление теплоизлучающими процессами и аппаратами, исключающими необходимость пребывания работающих в зоне инфракрасного облучения;
Рациональное размещение и теплоизоляция оборудования, коммуникаций и других источников, излучающих тепло в рабочую зону.
Среди организационных мероприятий следует отметить такие как:
Рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий;
Рациональное размещение оборудования;
Организация рационального водно-солевого режима работающих с целью профилактики перегрева организма. Для этого к питьевой воде добавляют небольшое количество (0,2 -- 0,5%) поваренной соли и насыщают ее диоксидом углерода (сатурируют).
Устройство в горячих цехах специально оборудованных комнат, кабин или мест для кратковременного отдыха, в которые подается очищенный и умеренно охлажденный воздух;
Для предупреждения переохлаждения и простудных заболеваний работающих у входа в цех устраивают тамбуры или создают воздушные тепловые завесы, которые направляют поток холодного наружного воздуха в верхнюю зону помещения.
10. РАЗДЕЛ 2 Требования к системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях
Отопление. Отопление проектируется для обеспечения в помещениях расчетной температуры воздуха, которая принимается в зависимости от периода года. Для холодного периода года расчет отопления производится с учетом обеспечения минимальной из допустимых температур. Система отопления – это комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и подачи необходимого расчетного количества тепла в обогреваемые помещения. К местным системам относят такие, в которых генератор тепла, нагревательные приборы и теплопроводы находятся непосредственно в отапливаемом помещении и конструктивно объединены в одной установке. К системам центрального отопления относятся такие, в которых генераторы тепла расположены вне отапливаемых помещений. В этом случае генератор тепла и нагревательные приборы отдалены друг от друга. Центральные системы отопления представлены прежде всего водяными, паровыми, воздушными и комбинированными.
Вентиляция. По способу организации воздухообмена вентиляция может быть общеобменной, местной и комбинированной. Общеобменную вентиляцию, при которой смена воздуха происходит во всем объеме помещения, наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению. Местная вентиляция предназначена для отсоса вредных выделений (газы, пары, пыль, избыточное тепло) в местах их образования и удаления из помещения. Комбинированная система предусматривает одновременную работу местной и общеобменной вентиляции. В зависимости от назначения вентиляции - подача (приток) воздуха в помещение или удаление (вытяжка) его из помещения, вентиляцию называют приточной и вытяжной. При одновременной подаче и удалении воздуха вентиляция называется приточно-вытяжной.
Обычные системы вентиляции не способны поддерживать сразу все параметры воздуха в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребывания людей. Эту задачу выполняет кондиционирование, которое является наиболее совершенным видом механической вентиляции и
автоматически поддерживает микроклимат на рабочем месте независимо от наружных условий.
Кондиционирование воздуха - это автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения, главным образом, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей культуры.
Различают системы комфортного кондиционирования, обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для человека, и системы технологического кондиционирования, предназначенные для поддержания в производственном помещении требуемых технологическим процессом условий.
К эксплуатации допускаются вентиляционные системы, полностью прошедшие предпусковые испытания и имеющие инструкции по эксплуатации, паспорта, журналы ремонта и эксплуатации. В инструкции по эксплуатации вентиляционных систем должны быть отражены вопросы взрыво- и пожарной безопасности.
11. РАЗДЕЛ 2 Влияние освещенности рабочего места на безопасность и производительность труда
Рациональное освещение рабочих мест является одним из элементов благоприятных условий труда. Неправильное и недостаточное освещение может приводить к возникновению опасных и вредных производственных факторов на производстве. Наиболее комфортные условия труда обеспечиваются только естественным солнечным светом.
Для создания оптимальных условий зрительной работы расчетные характеристики системы освещения должны быть увязаны с цветовым окружением. Так, при светлой окраске интерьера благодаря увеличению количества отраженного света уровень освещенности повышается на 20 – 50% (при той же мощности источников света), резкость теней уменьшается, яркостной контраст между светильниками и поверхностями, на которых они размещаются, снижается, световые потоки равномерно распределяются по помещению.
Если интерьер окрашен в темные тона, то для создания хорошей освещенности необходимо использовать более мощные источники света, т.к. темные поверхности поглощают значительную часть светового потока. Причиной утомляемости может быть также чрезмерная яркость поверхностей окружающих конструкций. Блестящие поверхности образуют световые блики, которые могут вызывать временное ослепление.
При чрезмерной яркости источников света и окружающих предметов появляются головные боли, резь в глазах, расстройство зрения. Неравномерность освещения и разная яркость окружающих предметов приводят к частой переадаптации глаз во время работы, и, как следствие, к быстрому утомлению органов зрения. Поэтому хорошо освещенные поверхности, находящиеся в поле зрения, лучше окрашивать в светлые тона, коэффициент отражения которых находился бы в пределах 30 – 60%.
Прежде чем проектировать цветовое оформление помещения, необходимо знать вид деятельности, который будет в нем осуществляться. После чего для каждого конкретного помещения определяется одна из цветовых гамм (А, Б, В).
Цветом можно также компенсировать некоторые недостатки помещения, например, избыток тепла компенсируют синий и голубой цвета; в холодных помещениях желательно присутствие теплой гаммы цветов; белый цвет рекомендуется для помещений с избыточной влажностью; более насыщенные и контрастные цвета нужны для пыльных помещений, т.к. пыль «съедает» цвет, делает его мягче; в многолюдных помещениях желательна спокойная гамма цветов, способствующая снижению утомляемости. Запахи также можно нейтрализовать цветом, например, зеленый, синий, голубой с белым и черным приглушают сладкие запахи, горькие нейтрализуются теплой цветовой гаммой, очень неприятный запах «тонет» в белом, светло-голубом, светло-сером.
В зависимости от спектрального состава светового потока, излучаемого источником света, цвета окружающих поверхностей воспринимаются по разному. В связи с этим, при создании комфортного светоцветового климата в помещении наряду с правильным решением цветового окружения большое значение имеет правильный выбор источников света.
12. РАЗДЕЛ 2 Основные светотехнические величины и единицы их измерения
К основным количественным показателям относятся лучистый и световой потоки, сила света, видность, освещенность, коэффициент отражения и яркость. К качественным показателям следует отнести фон, видимость, контраст.
Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длин волн от 380 до 770 нм, воспринимаемый человеческим глазом.
Лучистый поток – это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн и измеряется в ваттах.
Световой поток . Видимое излучение, оцениваемое по световому ощущению, которое оно производит на человеческий глаз, называется световым излучением , а мощность такого излучения – световым потоком. За единицу светового потока принят люмен (лм), который имеет размерность кандела ´ стерадиан (кд´ср).
Видность – отношение светового потока к лучистому. Максимальная видность В макс при длине волны 554 нм составляет 683 лм/ Вт. Видность излучения характеризует чувствительность глаза человека к различным составляющим светового спектра.
Сила света . Обычно источники света излучают световой поток неодинаково в различных направлениях. Для оценки светового потока в определенном направлении используется понятие силы света, которая представляет собой отношение светового потока к телесному углу
Яркость поверхности . Видимость предмета человеческим глазом зависит от той части светового потока, которая, отражаясь от освещаемой поверхности, падает на сетчатку глаза.
Освещенность . Этот показатель характеризуется плотностью светового потока на единицу площади и выражается в люксах (лк).
Контраст объекта различия с фоном характеризуется как процентное отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта различения и фона к яркости фона.
Коэффициент отражения характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее световому потоку.
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности более 0,4; средним – при коэффициенте отражения поверхности 0,2-0,4; темным – менее 0,2.
Показатель ослепленности – это критерий оценки слепящего действия источников света
Видимость - величина, комплексно характеризующая зрительные условия работы. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном и др.
Пороговый контраст – наименьший различимый глазом контраст.
Следует отметить, что на глаз действуют совместно как качественная, так и количественная характеристики света, обеспечивающие определенную степень работоспособности человека.
13. РАЗДЕЛ 2 Естественное освещение
Для проведения большинства видов работ наиболее рациональным является естественный дневной свет, т. к. он обладает в отличие от искусственного биологической активностью, т.е. способен активизировать биохимические процессы в организме, тонизировать его, убивать патогенные организмы.
Естественное освещение производственных помещений может быть следующих видов:
- боковым (одно, -двух и многосторонним) – через окна в наружных стенах;
- верхним – через световые фонари в перекрытии или кровле;
- комбинированным – через световые фонари и окна.
Верхнее освещение используется главным образом в многопролетных зданиях, где с помощью бокового освещения удается осветить лишь прилегающие к наружным стенам участки производства.
Для освещения рабочих мест, удаленных от оконных световых проемов, а также для естественной вентиляции помещений цехов устраивают специальные фонари - остекленные надстройки покрытия.
Кроме световых фонарей на многих промышленных предприятиях в настоящее время используются специальные светопрозрачные покрытия в кровле здания. Они могут выполняться в виде стеклоблоков, светопрозрачных колпаков, линз и т. п.
Помещения с постоянным пребыванием людей должны, как правило, обеспечиваться естественным освещением.
Следует отметить, что естественное освещение имеет резкие колебания уровня освещенности, меняющегося в течение светового дня и по временам года, в зависимости от погодных условий и ряда других факторов. Непостоянство естественного освещения во времени вызывает необходимость введения КЕО (коэффициент естественной освещенности).
КЕО является величиной постоянной и в упрощенном виде представляет собой процентное отношение освещенности определенной точки помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода.
Естественное освещение производственных помещений нормируется величиной КЕО в зависимости от характеристики зрительной работы, размера объекта различия, разряда зрительной работы и контраста объекта с фоном.
Допускается применение верхнего естественного освещения в крупнопролетных сборочных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях.
Нормативные значения КЕО для каждого разряда зрительной работы приведены в СНБ 2.04.05-98. Величина КЕО используется при расчетах величины световых проемов в проектируемых зданиях. Кроме того, он применяется в качестве оценки пригодности помещения для выполнения работ заданной точности.
В соответствии с СанПиН 9 – 94 РБ 98 организация постоянных рабочих мест без естественного освещения, если это не определяется требованиями технологии, запрещается. Очистка стекол световых проемов должна осуществляться в сроки: не реже 2 раз в год для помещений с незначительными выделениями пыли, дыма и копоти и не реже 4 раз в год для помещений со значительными их выделениями. Световые проемы не допускается загромождать производственным оборудованием, готовыми изделиями, полуфабрикатами и т.п. как внутри, так и вне зданий.
Похожая информация.
Микроклимат помещения и его параметры
На предприятиях на самочувствие, состояние здоровья человека влияет микроклимат производственных помещений, который определяется действием на организм человека температуры, влажности, подвижности воздуха и теплового излучения. Производственный микроклимат, как правило, отличается значительной изменчивостью, неравномерностью по горизонтали и вертикали, разнообразием сочетаний температуры, влажности, подвижности воздуха, интенсивности излучения в зависимости от особенностей технологии производства, климатических особенностей местности, конструкций сооружений, организации воздухообмена с внешней средой.
Микроклимат производственных помещений - это совокупность параметров воздуха в производственном помещении, действующих на человека в процессе труда, на его рабочем месте, в рабочей зоне.
Рабочее место - территория постоянного или временного нахождения человека в процессе труда.
Рабочая зона - часть пространства рабочего места, ограниченного по высоте 2 м от уровня пола.
Параметры микроклимата: температура воздуха Т, 0 С; относительная влажность Y,%; скорость движения воздуха V, м\с.
Значительные колебания параметром микроклимата могут привести к нарушению терморегуляции организма (способность организма удерживать постоянную температуру), что приводит к нарушению системы кровообращение, общей слабости и т.п.
Нормирование параметров микроклимата осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-88. Установлены оптимальные и допустимые параметры микроклимата.
Оптимальные - наиболее благоприятные (комфортные) обеспечивают работу системы терморегуляции без напряжения.
Допустимые - допускают напряжение реакции терморегуляции организма в пределах ее приспособления без вреда для здоровья.
Параметры микроклимата нормируются в зависимости от следующих факторов: 1) периода года; 2) категории тяжести работ по физической нагрузке, 3) вида рабочего места. Период года: а) теплый (среднесуточная температура окружающего воздуха более +10 0 С); б) холодный (среднесуточная температура окружающего воздуха менее +10 0 С).
Источники негативного воздействия на параметры производственного микроклимата
Источниками теплового излучения на производстве являются:
- Технологическое оборудование, которое имеет высокие температуры нагрева (плавильные, сушильные печи, котлы, паропроводы и др..)
- Нагретые до высоких температур детали и расплавленные материалы, например металл, стекло;
- Тепловая энергия, которая выделяется движущимися механизмами.
Тепло от всех этих источников вызывает значительное повышение температуры воздуха в рабочих помещениях. Например, в горячих цехах в теплый период года температура воздуха может достигать 40°С. Высокий температурный режим наблюдается в мартеновских цехах в металлургии, термических и литейных цехах в машиностроении, в окрасочных, сушильных цехах и т.п.. На некоторых производствах люди работают при пониженной температуре (на складах, в судостроительной промышленности, элеваторах).
Технологические процессы, связанные с повышенной влажностью, имеют место на предприятиях пищевой промышленности (на молоко-и мясокомбинатах), заводах по обработке кожи, в гальванических и травильных отделениях в машиностроении и т.д..
Для измерения параметров микроклимата используются различные приборы: ртутные и спиртовые термометры (для измерения температуры), психрометры (для определения относительной влажности воздуха), анемометры и кататермометр (для установления скорости движения воздуха).
Результаты исследований свидетельствуют о том, что в производственных условиях все метеорологические факторы влияют на человека одновременно. Поэтому важно выявить их суммарное воздействие на работника. Рассматривая механизмы воздействия метеорологических факторов произ ничего среды (температуры, влажности, скорости движения воздуха, силу лучистой энергии нагретых деталей и агрегатов) на человека, подразумеваем, что человеческий организм стремится поддержать относительное динамическое постоянство своих функций при различных метеорологических условиях. Это постоянство обеспечивает прежде один из важнейших физиологических механизмов - механизм терморегуляции. Она наблюдается при определенном соотношении теплообразования (химической терморегуляции) и теплоотдачи (физической терморегуляции).
Известно, что избыточная влажность воздуха отрицательно влияет на механизм терморегуляции организма. Особенно вредной является влажность воздуха, которая превышает 70-75% при температуре 30 ° С и более. Эти границы меняются при выполнении физической работы.
Физическая работа в условиях повышенной температуры приводит к ускорению сердцебиения, снижение артериального давления. При низкой температуре может произойти переохлаждение организма, что повлечет простудное заболевание.
Согласно результатам исследований человек является работоспособной и нормально себя чувствует, если температура окружающей воздуха не выходит за пределы 18-20 °С, относительная влажность - 40-60%, скорость движения воздуха - 0,1-0,2 м / с.
Высокая температура ослабляет организм, вызывает вялость, а низкая - сковывает движения, при обслуживании машин влечет повышенную опасность травмирования. При высокой температуре и влажности может произойти перегрев тела, даже тепловой удар. Он может быть вызван также инфракрасным излучением, которого являются источником тепловые аппараты. Последнее отрицательно влияет на функциональное состояние нервной системы, вызывает изменения в сердечно-сосудистой системе, негативно влияет на глаза, вызывает конъюнктивит, помутнение роговицы и такое профессиональное заболевание, как катаракта.
Мероприятия по уменьшению негативного воздействия параметров микроклимата
Снижения негативного воздействия микроклимата можно достичь за счет принятия следующих мер:
- Внедрение рациональных технологических процессов (например, замены горячего способа обработки металла холодным);
Механизации и автоматизации производственных процессов;
Дистанционного управления, что позволяет вывести человека в большинстве случаев из неблагоприятных условий;
- Защиты работников различными видами экранов;
- Рациональной тепловой изоляции оборудования;
- Рационального размещения оборудования;
- Эффективного планирования и конструкторского решения производственных помещений (горячие цеха размещаются в одноэтажных помещениях);
- Рациональной вентиляции и отопления;
- Рационализации режимов труда и отдыха, организация перерывов;
- Специального питьевого режима (обеспечение белково-витаминными напитками, хлебным квасом, подсоленной водой). Работники горячих цехов получают газированную подсоленную воду (с содержанием от 0,2 до 0,5% хлористого натрия). Питье такой воды уменьшает жажду, потоотделение, способствует снижению температуры тела, улучшает самочувствие и работоспособность;
- Применение спецодежды.
Защита от инфракрасного излучения обеспечивают устройства: оградительные, герметизирующие, теплоизолирующие, знаки безопасности, дистанционное управление.
Снижение интенсивности теплового излучения достигается применением различных экранов (водяных петель, стекла, сетки), теплоизоляционных материалов (асбеста, стекловаты), а также индивидуальными средствами; увеличением расстояния между источником излучения и рабочим местом.
Меры защиты работников от переохлаждения в производственных условиях предусматривают: создание защитных сооружений от ветра на открытых площадках, применение устройств местного отопления на постоянных рабочих местах, установка периодических перерывов в работе, оборудование специальных помещений для обогрева, использование спецодежды с достаточным тепловым сопротивлением. Надежной защитой от холодного воздуха является также воздушная завеса.
Нормируемыми параметрами микроклимата являются: температура воздуха рабочей зоны, скорость движения воздуха, влажность, инфракрасное излучение, - эмпирический интегральный показатель (выраженный в °С), отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.
Таким образом, мероприятия по обеспечению оптимального и допустимого микроклимата будут касаться четырех его основных параметров: температура воздуха рабочей зоны, скорость движения воздуха, влажность, инфракрасное излучение. При разработке мероприятий необходимо учитывать сочетанное действие параметров микроклимата и сопутствующих факторов. Оно заключается в следующем:
- высокая температура в сочетании с высокой скоростью движения воздуха обеспечивает температурный комфорт;
- низкая температура и высокая скорость движения воздуха вызывают ощущение холода;
- высокая физическая активность и низкая температура способствуют температурному комфорту;
- высокая физическая активность и большое количество излучаемого тепла создают ощущение жары.
Комфортная с точки зрения микроклимата среда является идеальной для работы. При этом помимо увеличения эффективности работы, уменьшается вероятность совершения ошибок, ведущих к серьезным последствиям или несчастному случаю.
1. Температура и скорость движения воздуха, влажность
Нормализация микроклимата производственных помещений осуществляется путем проведения следующих мероприятий (см. ниже).
- Оборудование зданий и помещений системами обогрева. К системам обогрева относят:
а) Радиаторы и конвекторы.
В качестве нагревательных приборов в отопительных системах конвекционного типа обычно используются чугунные радиаторы или конвекторы, выполненные из стали либо цветных металлов. Воздух обтекает радиатор снизу и спереди и, нагреваясь, поднимается вверх, проходит вдоль радиатора и выходит сверху нагретый и с заметной скоростью. Конвекторы отличаются от радиаторов тем, что имеют гораздо меньшие поверхности нагрева и располагаются в нижней части специального кожуха, который нужен для создания эффекта «дымохода», чтобы организовать движение воздуха мимо нагревательной поверхности и затем распределить поток нагретого воздуха по объему помещения. Характеристики кожуха конвектора зависят от размеров и положения отверстий для входа воздуха, а также от выбранного способа обдува нагревательной поверхности.
Рисунок 1
б) Системы с тепловентиляторами.
К системам конвективного нагрева относятся также применяемые в производственных помещениях системы с трубчатым калорифером, через который вентилятором с большой скоростью продувается воздух комнатной температуры. В условиях вынужденной конвекции в такой системе теплоотдача от нагревательной поверхности более интенсивна, чем для обычного конвектора или радиатора, поэтому эффективность обогрева существенно выше по сравнению с другими системами. Тепловентиляторы обычно выполняются в виде блока, который устанавливается у потолка в центре обогреваемого помещения. Кожух тепловентилятора имеет жалюзи, которые позволяют изменять направление потока нагретого воздуха, чтобы обеспечить лучшее перемешивание воздуха в помещении и предотвратить образование нежелательных застойных зон с градиентом температуры. Трубчатые калориферы с развитой поверхностью нагрева иногда используются в подающих каналах воздушных отопительных систем вместо непосредственного воздушного нагрева. Эффективность работы тепловентилятора зависит от многих факторов, в частности, от его расположения в помещении и направлений воз-душного потока на входе и выходе.
Рисунок 2
Этот термин относится к системам отопления, в которых подогретый воздух подается по проложенным в здании специальным каналам в отапливаемые помещения. Если комнатный воздух возвращается обратно для повторного нагрева, система называется рециркуляционной; в тех случаях, когда возврат воздуха не предусмотрен и в помещение поступает только подогретый наружный воздух, система называется вентиляционной. Последняя система используется только в тех помещениях, где рециркуляция воздуха недопустима. Воздушное отопление может быть естественным или принудительным. В системах с естественной циркуляцией перемещение воздуха происходит за счет разности температур и плотностей воздуха, поэтому важным требованием при проектировании воздуховодов является незначительность потерь на трение, чтобы обеспечить необходимую интенсивность циркуляции воздуха. В системах с принудительной циркуляцией используется внешний источник энергии для обеспечения требуемой интенсивности циркуляции. Поскольку скорости перемещения воздуха в системах с принудительной циркуляцией значительно выше, проблема перемешивания воздуха упрощается, однако возникает проблема шума в воздуховодах и распределительных решетках.
г) Системы лучистого обогрева.
Лучистый обогрев - это вид обогрева, основанный на принципе теплового излучения, которое представляет собой переход тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. В установках лучистого обогрева вследствие направленного излучения в нижнюю зону помещения и передачи тепла непосредственно обогреваемым поверхностям, а не воздуху, отсутствует необходимость приращения мощности установки в расчете на высоту помещения. Отсутствие застоя теплого воздуха в районе кровли способствует уменьшению теплопотерь помещения и созданию более комфортных условий для помещения. Кроме этого, в помещениях, отапливаемых приборами лучистого отопления, температура воздуха может быть немного ниже традиционно расчетной, в то время как поверхности стен и оборудования имеют температуру выше, что в целом дает ощущение комфорта для людей в помещении.
д) Системы кабельного обогрева.
Они представляют собой нагревательные (греющие) кабели и нагревательные ткани. Кабельный обогрев позволяет эффективно и экономично решать многие проблемы, связанные с поддержанием температур, разогревом, антиобледенением. Системы кабельного обогрева широко используются при создании «теплых» полов, а также при решении нестандартных задач обогрева;
Рисунок 3
- Установка стационарных и мобильных пунктов обогрева.
- Установка и ремонт систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Системы кондиционирования воздуха в производственных помещениях осуществляют в основном с применением одного из двух типов сплит-систем: обычных (настенных, напольных, кассетных ), которые размещаются непосредственно в каждом помещении, и канальных, требующих для подачи охлажденного воздуха в помещения наличия системы воздуховодов.
Рисунок 4
- Защита фасада здания (кроме северного) защитными устройствами от солнца. К ним относятся шторы, жалюзи, козырьки, навесы . Они более эффективны, когда расположены с внешней стороны фасада (снаружи). Также эффективной защитой от солнечных лучей является использование солнцезащитных стекол.
- Использование увлажнителей воздуха.
- Воздушное душирование рабочих мест. Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стационарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов. Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.
К организационно-техническим мероприятиям следует отнести следующие (см. ниже).
- Рациональное размещение оборудования. Основные источники тепла располагают непосредственно под аэрационным фонарем, у наружных стен здания и в один ряд, чтобы тепловые потоки от них не перекрещивались на рабочих местах.
- Проведение работ с использованием дистанционного управления и дистанционного наблюдения (защита «расстоянием»).
- Внедрение рациональных технологических процессов и оборудования (замена горячего способа обработки металла холодным, пламенного нагрева - индукционным и т.п.).
- использование тепловой изоляции оборудования различными видами теплоизоляционных материалов;
- использование теплозащитных экранов;
- использование водяных завес, которое представляет собой мелкодисперсное распыление пыли.
К организационным относятся мероприятия по защите «временем» (разработка оптимального режима труда и отдыха работающих). Для обеспечения средне-сменного термического напряжения работающих на допустимом уровне суммарная продолжительность их деятельности в условиях нагревающего микроклимата в течение рабочей смены не должна превышать 7, 5, 3 и 1 часа соответственно классам условий труда по степени вредности.
2. Защита от инфракрасного излучения
Для защиты от теплового излучения применяются средства коллективной и индивидуальной защиты. Основными методами коллективной защиты являются: * теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты. Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т.д.) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопроводностью. Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной. Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики. Оберточная изоляция изготавливается из волокнистых материалов - асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов. Засыпная изоляция (например, керамзит) в основном используется при про-кладке трубопроводов в каналах и коробах. Штучная изоляция выполняется формованными изделиями - кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изоляционных работ. Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Первый слой обычно выполняют из штучных изделий, последующие слои - из мастичных и оберточных материалов;
- экранирование источников или рабочих мест. Теплозащитные экраны применяют для экранирования источников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.
Непрозрачные экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или нанесенным на него теплоотражающим по-крытием. В качестве отражающих материалов используют алюминиевую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве покрытий - алюминиевую краску. Для непрозрачных поглощающих экранов используется теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты. Непрозрачные теплоотводящие экраны изготавливаются в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью, что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30…35°С.
Полупрозрачные экраны применяются в случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим процессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки 3…3,5 мм, завесы в виде подвешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управления, в которые должен проникать свет, используют стекло, армированное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водой, или в виде паровой завесы. Прозрачные экраны изготавливают из бесцветных или окрашенных стекол - силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойного остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослойкой, водяных и вододисперсных завес.;
- воздушное душирование рабочих мест;
- использование водяных завес;
Рисунок 5
- использование устройств кондиционирования. Кондиционирование воздуха - создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха в заданных пределах. Его применяют для достижения наиболее комфортных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне или в производственно-технологических целях для поддержания требуемых параметров микроклимата с помощью кондиционеров.
Кондиционеры бывают центральные (на несколько помещений) и местные (на одно помещение), производственные и бытовые;
- использование вентиляционных систем и установок. К организационным относятся мероприятия по защите «временем». Во избежание чрезмерного (опасного) общего перегревания и локального повреждения (ожог) человека должна быть регламентирована продолжительность периодов непрерывного инфракрасного облучения и пауз между ними.
Рисунок 6
использование средств индивидуальной защиты. К ним относятся:
- одежда специальная для защиты от повышенных температур (перегрева, брызг и искр расплавленного металла) В спецодежде этого класса используют материалы, способные определенное время удерживать брызги и искры металла (парусина с огнезащитной пропиткой, суконная ткань). Для защиты от инфракрасного излучения высоких уровней используют отражающие ткани с металлизированной нитью.
- средства защиты от повышенных температур (рукавицы, краги, перчатки изготовленные из сукна или спилка)
- щитки защитные лицевые с металлизированным теплоотражающим покрытием.
Требования состояния воздуха рабочей зоны производственных помещений может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из них относятся:
1. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Автоматизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ, повышает производительность труда и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасных зон.
2. Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону.
Это достигается:
Заменой токсичных веществ нетоксичными;
Переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное;
Электрический высокочастотный нагрев и др.
Защита от источников тепловых излучений.
Интенсивность облучения рабочих в ряде случаев составляет значительную величину (до 3000 – 6000 Вт/м² и более). В этих случаях лучистый поток теплоты становится основным вредным производственным фактором.
Способы защиты от лучистого потока теплоты и высоких температур следующие:
Теплоизоляция нагретых поверхностей;
Экранирование тепловых излучений;
Применение воздушного душирования воздушной среды;
Организация рационального отдыха в период работы.
3. Устройство вентиляции и отопления.
4. Применение средств индивидуальной защиты.
МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ.
Существенное влияние на состояние организма работника, его работоспособность оказывает микроклимат (метеорологические условия) в производственных помещениях, под которым понимают климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующей на организм человека совокупностью температуры, влажности, скорости движения воздуха, давления и теплового излучения от нагретых поверхностей.
В отличие от микроклимата жилых и общественных сооружений микроклимат производственных помещений характеризуется значительной динамичностью и зависит от колебаний внешних метеорологических условий и времени года, теплофизических особенностей технологического процесса, условий отопления и вентиляции.
Микроклимат производственных помещений, в основном, влияет на тепловое состояние организма человека и его теплообмен с окружающей средой.
1. ТЕПЛООБМЕН ЧЕЛОВЕКА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ.
Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для того чтобы физиологические процессы в организме человека происходили нормально, тепло, которое выделяется организмом человека, должно полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреванию или к переохлаждению организма человека и, в конце потере работоспособности, потере сознания и к тепловой смерти Величина тепловыделения организмом человека зависит от степени физической нагрузки, определенных климатических условий и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).
Нормальное тепловое самочувствие имеет место, если тепловыделение (Q тв) организма человека полностью воспринимаются окружающей средой (Q тн) то есть если имеет место тепловой баланс (Q тв)=(Q тн), когда температура внутренних органов остается постоянной в пределах 36,6 °С.
Организм человека способен поддерживать устойчивую температуру тела при достаточно широких колебаниях параметров окружающей среды. Так, тело человека сохраняет температуру близкую 36,6 0Спри колебаниях окружающей температуры от -40 °С до +40 °С. При этом температура отдельных участков кожи и внутренних органов может быть от 24 °С до 37,1 °С.
Наиболее интенсивные обменные процессы происходят в печени, ее температура - 38,0...38,5 °С. Существует суточный биоритм температур кожи: максимальная (37,0...37,1 °С) в 16.00...19.00, минимальная (36,0. .36,2 °С) в 2.00...4.00 по местному времени.
Уравнение теплового баланса окружающей среды человека впервые было проанализировано в 1884 году профессором Флавицким И.И. Теплообмен
между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией вследствие обтекания тела воздухом (g k),теплопроводностью через одежду (g), излучением на окружающие поверхности (g) и в процессе тепломассообмена (Q TM) Рй выпаривании влаги, которая выводится на поверхность потовыми железами (g п)и при дыхании (g д):
Q TH = g + g + g + gп + gд, (1)
Конвективный теплообмен определяется по закону Ньютона:
g= α K F e (t пов -t нс), (2)
где t пов - температура поверхности тела человека (зимой -27,5 °С, летом - 31 °С);
t нс - температура окружающей среды,
F e , - эффективная поверхность тела человека (50...80% геометрической внешней поверхности тела человека). Для практических расчетов она принимается равной 1,8 м 2 ;
α K - коэффициент теплоотдачи конвекцией, α K =4,06 Вт/(м 2 град).
Величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется, преимущественно, температурой окружающей среды, барометрическим давлением, скоростью движения и влагосодержанием воздуха.
Уравнение Фурье, которое описывает теплопроводность в одномерном теплопроводном поле, можно записать в виде:
где α 0 - коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/град;
Теплообмен излучением происходит за счет электромагнитных волн между телами, разделенными лучепрозрачной средой. Тепловая энергия, превращаясь на поверхности горячего тела в лучистую, передается на холодную поверхность, где снова превращается в тепловую. Лучистый поток тем больше, чем меньше температура поверхностей, которые окружают человека и может быть определена с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана:
(4)
где: T 1 - средняя температура поверхности тела и одежды человека, К;
T 2 - средняя температура окружающих поверхностей, К;
γ 1-2 - коэффициент излучения, зависящий от расположения и размеров поверхностей F 1 и F 2 и указывающий на частицу лучистого тепла, которая приходится на поверхность F 2 , от всего потока, который излучается поверхностью F 1 ;
Спр = С 1 х С 2 /С 0 - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м 2 К 4);
Со - коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Количество тепла, которое отдается человеком в окружающую среду при испарении влаги, которая выводится на поверхность кожи потовыми железами, определяется по формуле:
где: G П - количество влаги, которая выделяется и испаряется, кг/с;
г - скрытая теплота выпаривания влаги, которая выделяется, Дж/кг.
Количество тепла, которое отдается в окружающую среду с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от скорости движения окружающего воздуха и его относительной влажности.
Количество тепла, которое расходуется на нагревание вдыхаемого воздуха, можно определить за уравнением:
где: V ЛВ - легочная вентиляция, м 3 /с;
ρ ВД - плотность влажного вдыхаемого, кг/м 3 ;
Ср - удельная теплоемкость вдыхаемого, Дж/(кг/град);
t вид - температура выдыхаемого воздуха, °С;
t вд - температура вдыхаемого, °С.
Легочная вентиляция - это объем воздуха, который вдыхается человеком в единицу времени. Она определяется как произведение объема воздуха, который вдыхается за один вдох, на число циклов дыхания в секунду.
Количество теплоты, которое выделяется человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от физической нагрузки, влажности и температуры окружающего воздуха.
В целом тепловое самочувствие человека зависит от интенсивности физической нагрузки организма, температуры окружающих предметов и параметров микроклимата (температуры, скорости движения и относительной влажности воздуха, барометрического давления, интенсивности излучения от нагретых поверхностей).
1. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА САМОЧУВСТВИЕ
ЧЕЛОВЕКА.
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на самочувствие человека и его работоспособность. Снижение температуры для всех других условий приводит к возрастанию теплоотдачи путем конвекции и излучения и может обусловить переохлаждение организма.
Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, поскольку оказывает содействие усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота.
При повышении температуры воздуха имеют место обратные явления. Установлено, что при температуре воздуха свыше 16 °С работоспособность человека начинает падать. При такой температуре и влажности воздуха практически все тепло, которое выделяется, отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожи.
Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек, их пересыханию и растрескиванию, загрязнению болезнетворными микробами.
Вода и соли, которые выносятся из организма с потом, должны возмещаться, поскольку их потеря приводит к сгущению крови и нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы.
Обезвоживание организма на 6% вызовет нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения. Обезвоживание на 15...20 % приводит к смертельному исходу.
Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и вызовет нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы. Из-за высокой температуры воздуха и при дефиците воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.
Продолжительное влияние высокой температуры в сочетании со значительной влажностью воздуха может привести к накоплению теплоты в организме и к гипертермии.
Гипертермия - это состояние человека, при котором температура тела поднимается до 38...40 °С. При гипертермии, и как следствие при тепловом ударе, наблюдается головная боль, умопомрачение, общая слабость, искажение цветного восприятия, сухость во рту, дурнота, блевотина, потовыделение. Пульс и частота дыхания ускоряются, в крови возрастает содержимое остаточного азота и молочной кислоты. Наблюдается бледность, посинение кожи, расширение зрачков, временами возникают судороги, потеря сознания.
Из-за пониженной температуры, значительной скорости движения и влажности воздуха возникает переохлаждение организма (гипотермия ). На начальном этапе влияния холода наблюдается снижение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. Из-за продолжительного влияния холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха возрастают, изменяется углеводный обмен. Появляется мышечное дрожание, при котором внешняя работа не выполняется, и вся энергия дрожания превращается в теплоту. Это позволяет на протяжении некоторого времени задерживать понижение температуры внутренних органов. Следствием действия низких температур являются простудные заболевания.
Параметры микроклимата служат причиной существенного влияния на производительность труда и на травматизм.
Влияние температуры воздуха на среднюю производительность труда показано на графике (рис.2 1).
Рис. 1. Влияние температуры воздух на производительность труда
4. Мероприятия по нормализации параметров микроклимата.
На сегодняшний день основными нормативными документами, определяющими параметры микроклимата производственных помещений, являются ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ДСН 3.3.042 – 99. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень. Київ, 1999 р.
Здесь указанные параметры нормируются для рабочей зоны – просторной, ограниченной по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся рабочие места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работников.
В основу принципа нормирования параметров микроклимата положена дифференциальная оценка оптимальных и допустимых метеорологических условий в рабочей зоне в зависимости от тепловой характеристики производственного помещения, категории работ по степени тяжести и периода года.
Оптимальными (комфортными) считаются такие условия труда, для которых имеет место наибольшая работоспособность и хорошее самочувствие. Допустимые микроклиматические условия предусматривают возможность напряженной работы механизма терморегуляции, которая не выходит за пределы возможностей организма, а также дискомфортные ощущения.
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещений для разных категорий тяжести работ в теплый и холодный периоды года, приведены в таблице 2.2. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ.