Охрана труда. Микроклимат производственных помещений
Содержание материала
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 25о … 43о. Выделение тепла в процессе трудовой деятельности 85 … 500 Дж/с
Теплообмен человека с окружающей средой:
1. Конвективный (закон Ньютона) Qk = ak Fэ (tпов. – tвозд)
где: ak = 4.1 Вт/м2/с2 - коэффициент теплоотдачи конвекцией.
ak ~ l / d, где l - коэффициент теплопроводности газа, d - толщина прогреваемого слоя: 4 … 8 мм без ветра и 1 мм при ветре 2 м/с;
Fэ = 1.8 м2 - площадь эффективной поверхности, омываемая воздухом;
tпов. = 27.7о (зимой), 31.5о (летом) - температура поверхности человека; tвозд - 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).
Спр - приведенный коэффициент излучения;
y1-2 - коэффициент облучаемости - доля лучистой энергии, которая приходится на поверхность F2 от всего потока с поверхности F1. Если от человека в окружающую среду, то y1-2 = 1.
4. Испарение влаги. Qив = G r.
где: r - теплота испарения влаги; G - потовыделение.
При t = 30o потовыделение 2 …. 9.5 г/мин.
5. Нагревание выдыхаемого воздуха Q = V r c (tвыд. – tвозд).
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 = TC - K (TЧ - ТС)
где: TЧ , ТС - 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 = FВЛ - a (tСУХ - tВЛ) В
где А - абсолютная влажность, г/м3; FВЛ - максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра tВЛ (принимается по справочным данным); a - психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (принимается но справочным данным); tСУХ, tВЛ - показания температуры соответственно сухого и влажного термометра, °С; В — барометрическое давление, Па.
Зная абсолютную влажность, можно найти относительную влажность, % j = (А / FСУХ) 100
где: FСУХ - максимальная влажность при температуре сухого термометра, г/м3, принимается по справочным данным.
При использовании психрометра с вентилятором значение абсолютной влажности находят по формуле
А = FВЛ - 0.5 (tСУХ - tВЛ) 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 41о. 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