Чем определяется микроклимат производственных помещений. Микроклимат помещений: гост. микроклимат производственных помещений. Принцип естественного освещения

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в Республики Беларусь в зависимости от характеристики производственных помещений, периода года, категории тяжести работы и условий рабочего места устанавливают Санитарные правила и нормы (сокращенно: СанПиН 9-80-98). Данные правила распространяются на показатели микроклимата на рабочих местах всех видов производственных помещении и являются обязательными для всех предприятий и организаций.

В соответствии с Законом Республики Беларусь "О санитарно-эпидемическом благополучии населения" на предприятиях и в организациях должен осуществляться производственный контроль за соблюдением требований Санитарных правил и проведением профилактических мероприятий, направленных на предупреждение возникновения заболеваний работающих в производственных помещениях, а также контроль за соблюдением условий труда и отдыха и выполнением мер коллективной и индивидуальной защиты работающих от неблагоприятного воздействия микроклимата. Руководители предприятий, организаций и учреждений вне зависимости от форм собственности и подчиненности обязаны привести рабочие места в соответствие с требованиями к микроклимату, предусмотренными СанПиНом.

Итак, показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются: температура воздуха- (Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.); температура поверхностей – (Если в производственном помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. человеку. При вычислении данной температуры учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих устройств), относительная влажность воздуха – (Она оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объёме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведёт к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек путей работающего), скорость движения воздуха – (Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно низких.); интенсивность теплового облучения (При систематических перегревах организма человека отмечается повышенная восприимчивость его к простудным заболеваниям. Таким образом, тепловое излучение воздействует на организм человека, нарушая его нормальную деятельность, вызывая серьезные осложнения).

В вышеназванном НПА приводятся 2 основных показателя состояния микроклимата: и . Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, которые не вызывают отклонений в состоянии здоровья, а создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Их 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.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельным отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного санитарного надзора в установленном порядке. Для тех производств, на которые не распространяются специальные требования законодательства, предусмотрены допустимые микроклиматические условия , которые 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 на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в СанПиНе. Так, перепад температуры воздуха по высоте должен быть не более 3 °С, При температуре воздуха на рабочих местах 25 °С и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы: 70 % - при температуре воздуха 25 °С; 65 % - при температуре воздуха 26 °С; 60 % - при температуре воздуха 27 °С; 55 % - при температуре воздуха 28 °С, температура наружных поверхностей технологического оборудования, ограждающих устройств, с которыми соприкасается в процессе работы исполнитель, не должна превышать 45 °С.

Государственный надзор и контроль за выполнением Санитарных правил осуществляется органами и учреждениями Государственного санитарного надзора Республики Беларусь.

ВЕНТИЛЯЦИЯ

Наиболее важное значение для профилактики профессиональных заболеваний и нормализации воздушной среды имеет вентиляция.

Вентиля́ция (от лат. ventilatio - проветривание) - обмен воздуха в помещении для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых параметров микроклимата и чистоты воздуха, т.е удаление отработанного воздуха из помещения и замена его наружным. В необходимых случаях при этом проводится кондиционирование воздуха: очищение от пыли и дыма, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение, ионизация и т. д. Вентиляция создаёт условия воздушной среды, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т. д.

Данный вопрос регламентируется Строительными нормами Республики Беларусь «Отопление, вентиляция и кондиционирование помещений». Сокращенно СНБ 4.02.01-03.

По способу перемещения воздуха, вентиляция может быть как естественной , так и с механическим побуждением , возможно также сочетание этих двух способов. 1)При естественной вентиляции воздух перемещается за счёт разности температур в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра. Данный тип вентиляции может быть организованным и неорганизованным. Под неорганизованной естественной системой вентиляции понимается воздухообмен в помещении, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха и действий ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при помощи форточек, фрамуг и дверей, открываемых без всякой системы. Организованной же естественной вентиляцией называется воздухообмен, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха, но через специально устроенные приточные и вытяжные проемы, степень открытия которых регулируется. 2)При механической вентиляции воздухообмен происходит за счет разности давления, создаваемой вентилятором или эжектором.(Эжектор устанавливается, когда в удаляемых выбросах содержится, например, пыль, способная взрываться не только от удара, но и от трения, а также если присутствуют взрывоопасные газы или пары. При помощи эжектора транспортируемая среда не соприкасается с рабочим местом вентилятора). Механическая вентиляция более эффективна, так как воздух предварительно может быть очищен от пыли и доведен до требуемой температуры и влажности.

По способу организации воздухообмена выделяют 1) Общеобменную вентиляцию . Данный тип вентиляции предусматривается для создания одинаковых условий и параметров воздушной среды (температуры, влажности и подвижности воздуха) во всём объёме помещения, главным образом в его рабочей зоне (1,5-2,0 м от пола), когда вредные вещества распространяются по всему объёму помещения и нет возможности (или нет необходимости) их уловить в месте образования. Такая вентиляция обеспечивает необходимые параметры микроклимата и снижение концентрации вредных веществ до допустимых значений во всем объеме производственного помещения. 2) Местная вентиляция . Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определённые места (местная приточная вентиляция) и загрязнённый воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Местная приточная вентиляция может обеспечивать приток чистого воздуха (предварительно очищенного и подогретого) к определённым местам. И наоборот, местная вытяжная вентиляция удаляет воздух от определённых мест с наибольшей концентрацией вредных примесей в воздухе. Примером такой местной вытяжной вентиляции может быть вытяжка на кухне, которая устанавливается над газовой или электрической плитой. Чаще всего используются такие системы в промышленности.

3) Аварийная вентиляция. Аварийная система вентиляции устанавливается в производственных помещениях, где возможен неожиданный выброс чрезвычайно опасных вредных веществ в количествах, значительно превышающих ПДК, с целью их быстрого удаления. Аварийная вентиляция может быть только вытяжной для предотвращения перетока вредных или взрывоопасных веществ в соседние помещения. 4) Противодымная вентиляция . Противодымная система вентиляции устанавливается в производственных зданиях, где применяются технологии с повышенной пожароопасностью, и служит для обеспечения эвакуации людей. С помощью этой системы подается необходимое количество воздуха, препятствующего распространению дыма в помещении. Система работает в начальной стадии пожара.5) комбинированная система вентиляции. Она устанавливается в том случае, когда все выделяющиеся вредные вещества невозможно удалить местными вытяжными устройствами.

Для перемещения воздуха внутри помещения используются различного рода вентиляторы. Системы же вентиляции включают в себя группы самого разнообразного оборудования: прежде всего, это вентиляторы, вентиляторные агрегаты или вентиляционные установки. Среди дополнительного оборудования - шумоглушители, воздушные фильтры, электрические и водяные воздухонагреватели, регулирующие и воздухораспределительные устройства и прочее.

Для очистки приточного воздуха, а в некоторых случаях и вытяжного воздуха используются воздушные фильтры . Существует множество типов конструкций воздушных фильтров. Принцип действия, конструкция и материал фильра зависят от требуемых параметров воздуха. В вентиляционных системах воздушные фильтры классифицируются по степени очистки воздуха. Чем меньше частички пыли, эффективно улавливыемые фильтром, тем выше его класс очистки. Помимо класса очистки, важными параметрами фильтров являются их пылеемкость и аэродинамическое сопротивление.

В современных зданиях система вентиляции, как правило, работает совместно с системой отопления здания, а в некоторых случаях полностью её заменяет. Для подогрева воздуха в вентиляционных системах используются воздухонагреватели. Большинство воздухонагревателей в вентиляционных системах - водяные либо электрические. Водяные воздухонагреватели это по сути теплообменники, в которых воздух получает тепло от горячей воды, нагретой в отопительном котле или поступающей из центральной теплосети. Электрические воздухонагреватели питаются от электросети и преобразуют электрическую энергию в тепловую.

Установка в систему вентиляции шумоглушителей является одной из эффективных мер по снижению аэродинамического шума в воздушном потоке.

Для защиты людей от переохлаждения в холодное время года в дверных проёмах и воротах устраивают воздушные и воздушно-тепловые завесы . Принцип их работы основан на том, что под углом к холодному воздушному потоку, поступающему в помещение, направлен воздушный поток (комнатной температуры или подогретый) который либо снижает скорость и изменяет направление холодного потока, уменьшая вероятность возникновения сквозняков в производственном помещении, либо подогревает холодный поток (в случае воздушно-тепловой завесы).

В настоящие время для поддержания для требуемых параметров микроклимата широко применяют установки для кондиционирования воздуха (кондиционирования). Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое поддержание в производственных или бытовых помещениях независимо от внешних метеорологических условий постоянных или изменяющихся по определённой программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, сочетания которых создаёт комфортные условия труда или требуется для нормального протекания технологического процесса. Кондиционер - это автоматизированная вентиляционная установка, поддерживающая в помещении заданные параметры микроклимата.

С конкретными нормативами, формулами для расчета тех или иных показателей можно ознакомиться в Строительных нормах Республики Беларусь «Отопление, вентиляция и кондиционирование помещений»

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение в помещениях нормальных метеорологических условий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

Метеорологические условия в производственных помещениях, или их микроклимат , зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.

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.

Перечисленные параметры – каждый в отдельности и в совокупности – оказывают влияние на работоспособность человека, его здоровье.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений - холода или перегрева.

1. Параметры микроклимата и их измерение

Условия микроклимата в производственных помещениях зависят от ряда факторов:

климатического пояса и сезона года;

характера технологического процесса и вида используемого оборудования;

условий воздухообмена;

размеров помещения;

числа работающих людей и т.п.

Микроклимат в производственном помещении может меняться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.

В производственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата : температуры, влажности, скорости движения воздуха .

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат являются:

температура воздуха ;

температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);

относительная влажность воздуха ;

скорость движения воздуха ;

интенсивность теплового облучения .

Температура воздуха , измеряемая в 0 С, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются только при наличии соответствующих источников тепловыделений.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность.

Абсолютная влажность (А) - упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м 3 воздуха, выражаемое в граммах.

Максимальная влажность (F) - упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре.

Относительная влажность (R) - это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Измерение параметров микроклимата.

В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров.

Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры. При использовании психрометров дополнительно измеряют атмосферное давление с помощью барометров – анероидов.

Скорость движения воздуха измеряется крыльчатыми и чашечными анемометрами.

Рассмотрим примеры приборов, традиционно используемых для измерения параметров микроклимата.

Аспирационный психрометр МВ-4М

Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50 0 С. Цена деления шкал термометров не более 0,2 0 С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой, заводимой ключом и предназначенной для прогона воздуха через трубки с целью сделать более интенсивным испарение воды со смоченного термометра.

Анемометр крыльчатый АСО-3

Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с. Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с.

В последнее время для определения параметров микроклимата производственных помещений успешно применяются аналого-цифровые приборы.

Портативный измеритель влажности и температуры ИВТМ – 7

Прибор предназначен для измерения относительной влажности и температуры, а также для определения других температуро-влажностных характеристик воздуха. В качестве чувствительного элемента измерителя температуры используется пленочный терморезистор, выполненный из никеля. Чувствительным элементом измерителя относительной влажности является емкостной датчик с изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Принцип работы прибора основан на преобразовании емкости датчика влажности и сопротивления датчика температуры в частоту с дальнейшей обработкой ее с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер обрабатывает информацию, отображает ее на жидкокристалическом индикаторе и одновременно выдает с помощью интерфейса RS – 232 на компьютер.

Анемометр Testo – 415

Прибор предназначен для измерения скорости воздуха и температуры в помещениях. Информация отображается на большом двухстрочном дисплее. Прибор имеет возможность усреднения результатов измерений по времени и числу замеров.

Человек находится в постоянной взаимосвязи с окружающей его средой. По мере возможности он приспосабливается к ней, а при невоз­можности всœеми доступными средствами приспосабливает ее к себе, обеспечивая тем самым условия для своего нормального существования.

Работающий человек примерно одну треть своего времени находит­ся на производстве во взаимосвязи с производственной средой, которая характеризуется различными факторами: микроклиматом производ­ственных помещений, интенсивностью технологических процессов, при­меняемыми материалами и механизмами и т.д.

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

Показателями, характеризующими микроклимат в производ­ственных помещениях, являются:

Температура воздуха;

Температура поверхностей;

Относительная влажность воздуха;

Скорость движения воздуха;

Интенсивность теплового облучения.

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

Организм человека представляет собой термодинамическую сис­тему с высоким постоянством средней температуры тела при значительно меняющихся условиях поступления и потерь тепла.

Стоит сказать, что для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной тем­пературы его внутренних органов (приблизительно 36,6 °С). Но в про­цессе труда человек постоянно находится в состоянии теплового взаимо­действия с окружающей средой. Способность человеческого организ­ма к поддержанию постоянной температуры носит название терморе­гуляции. Терморегуляция достигается отводом излишнего тепла в процессе жизнедеятельности от организма в окружающее пространст­во. Эта величина зависит от степени физической нагрузки и парамет­ров микроклимата в помещении (в состоянии покоя - 85 Вт, возрас­тая при тяжелой физической работе до 500 Вт).

Путями такой теплоотдачи являются: теплопроводность через одежду (Q T); конвекции тела (Q к), излучения на окружающие поверхности (Q н), испарения влаги с поверхности кожи (Q исп), а также за счёт нагрева выдыхаемого воздуха (Q в ), что представлено урав­нением теплового баланса

Q общ = Q Т + Q к + Q и + Q исп + Q в. (3.1)

Вклад перечисленных составляющих передачи тепла непостоя­нен и зависит от параметров микроклимата в помещении, от темпе­ратуры стен, потолка, оборудования. Теплоотдача конвекцией за­висит от температуры воздуха в помещении и скорости его движе­ния на рабочем месте, а отдача теплоты путем испарения - от от­носительной влажности и скорости движения воздуха. До 90 % от­вода общего количества тепла осуществляется через излучение, конвекцию и испарение.

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона

Q к = a к F э (t пов – t ос), (3.2)

где а к - коэффициент теплоотдачи конвекции (при нормальных параметрах микроклимата a к =4,06 Вт/(м 2 ×°С); t пов -температу­ра поверхности тела человека (принимать зимой 27,7 °С, летом 31,5 °С); t ос - температура воздуха, омывающего тело человека; F э -эффективная поверхность тела человека (для практических расчетов F э = 1,8 м 2).

Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 8 мм при скорости движения воздуха n = 0) препятст­вует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (Р) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается, и при скорости движения воздуха 2 м/с она составля­ет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.

Передача теплоты теплопроводностью описывается уравнением Фурье:

где l 0 - коэффициент теплопроводности тканей одежды челове­ка, Вт/ (м ×°С); D 0 - толщина одежды человека, м.

Теплопроводность биологических тканей человека мала, поэто­му основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он должна быть определœен с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана

где C пр - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м 2 ×К 4); F- площадь поверхности лучистого потока, м 2 ; Y 1-2 - коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхно­стей F 1 и F 2 и показывающий долю лучистого потока, приходя­щуюся на поверхность F 2 от всœего потока, излучаемого поверхно­стью F 1 ;T 1 - средняя температура поверхности тела и одежды че­ловека, °К; Т 2 - средняя температура окружающих поверхностей, °К.

Для практических расчетов в диапазоне температур окружаю­щих человека предметов 10…60 °С приведенный коэффициент излу­чения С пр = 4,9 Вт/(м 2 ×К 4), а коэффициент облучаемости Y 1-2 =1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты e итемпературы окружающих человека предметов, ᴛ.ᴇ. Q л = f (Т оп; e).

Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воз­духа кровеносные сосуды кожи сужаются, благодаря чему замед­ляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача в окру­жающую среду.

Повышенная влажность (b> 85 %) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой вследствие уменьшения испарения влаги с поверхности кожи, а низкая влажность (b< 20 %) приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Движение воздуха в помещении улучшает теплообмен между те­лом человека и внешней средой, но излишняя скорость движения воздуха (сквозняки) повышает вероятность возникновения про­студных заболеваний.

Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую сре­ду при испарении влаги, выводимой на поверхность тела потовыми желœезами:

Q п = G п ×r, (3.5)

где G n - масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r - теп­лота испарения выделяющейся влаги, Дж/кᴦ.

Различают острые и хронические формы нарушение терморегуляции.

Острые формы нарушения терморегуляции :

- тепловая гипертермия - теплоотдача при относительной влаж­ности воздуха75…80 % - легкое повышение температуры тела, обильное потоотделœение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникает также одышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.

-судорожная болезнь - преобладание нарушения водно-солево­го обмена - различные судороги, особенно икроножных мышц, сопровождаемые большой потерей пота͵ сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость её движения уменьшается и в связи с этим клетки не получают крайне важно го количества кислорода.

- тепловой удар - дальнейшее протекание судорожной болезни - потеря сознания, повышение температуры до 40…41 °С, слабый учащенный пульс. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделœения.

Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться и смертельным исходом.

Хронические формы нарушения терморегуляции приводят к изменениям в состоянии нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем человека, формируя производственно-обусловленные заболе­вания.

Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног кончиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всœего орга­низма. Широко распространены вызываемые охлаждением заболева­ния периферийной нервной системы, особенно пояснично-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плев­рит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др.

Влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией, что это приводит к большому обморо­жению (даже смерти) при условии низкой температуры, высокой влажности и подвижности воздуха.

Выделяют три стадии охлаждения организма челове­ка, которые характеризуются следующими показателями;

I-II стадии - температура тела от 37 до 35,5°С. При этом происходит:

Спазм сосудов кожи;

Урежение пульса;

Снижение температуры тела;

Повышение артериального давления;

Увеличение легочной вентиляции;

Увеличение теплопродукции.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в пределах до 35 °С организм пытается бороться собственными силами против охлаждающего микроклимата.

III стадия - температура тела ниже 35 °С. При этом происходит: падение температуры тела;

Снижение деятельности центральной нервной системы;

Снижение артериального давления;

Уменьшение легочной вентиляции;

Уменьшение теплопродукции.

Заболевания, вызываемые охлаждением: обморожения, отеки лок­тей и ступней, острые респираторные заболевания и грипп.

Создание благоприятного микроклимата рабочей зоны является гарантом поддержания терморегуляции организма, повышения работоспособности человека на производстве.

Министерством здравоохранения Российской Федерации (с 2004 ᴦ. - Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации) разработаны гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений, которые устанавливаются с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.

Нормативные документы определяют понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционально­го и теплового состояния организма без напряжения механизмов его терморегуляции. Οʜᴎ обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работо­способности (табл. 3.1).

Перепады температуры воздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 °С и выходить за пределы величин, указанных в табл. 3.1 для отдельных категорий работ.

Допустимыми условиями являются такие, которые при длитель­ном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функциональ­ного и теплового состояния организма, сопровождающиеся напря­жением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но мо­гут наблюдаться временное ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Таблица 3.1

Оптимальные величины показателœей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

ГОСТ 12.1.005-88 ʼʼВоздух рабочей зоны Общие санитарно-гигиенические требованияʼʼ устанавливает оптимальные и допус­тимые параметры микроклимата в производственном помещении исходя из тяжести выполняемых работ, количества избыточ­ного тепла в помещении и сезона (времени года). Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обес­печиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.

В соответствии с этим ГОСТом различают холодный и переход­ный периоды года (со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 °С), а также теплый период года (с температурой +10 °С и выше).

По количеству избыточного тепла всœе производственные поме­щения делятся исходя из избытка явной теплоты, ᴛ.ᴇ. тепло­ты, поступающей в них от оборудования, отопительных приборов, солнечного нагрева, людей и любых других источников воздейст­вия на температуру воздуха в данном помещении. Помещения с не­значительными избытками явной теплоты (Q ЯТ < 23,2 Дж/м 3 ×с) от­носятся к ʼʼхолоднымʼʼ, а со значительными избытками явной теп­лоты (Q ЯТ > 23,2 Дж/м 3 ×с) - к ʼʼгорячимʼʼ.

Условия труда по показателям микроклимата делятся на 4 класса:

- нагревающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, при котором происходит накопление тепла в организме выше оптимального (> 0,87 кДж/кг) или увеличение доли потери тепла испарения > 30 % в общей структуре теплового баланса (характерен для машинных отделœений судов, секций тепловозов, кузнечных, сварочных, литейных цехов или ремонтных участков транспортных предприятий);

- охлаждающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, приводящее к дефициту тепла в организме (> 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры оболочки тела (верхних слоев тканей) (характерен для рефрижераторных секций на желœезных дорогах и рефрижераторных трюмов на судах, неотапливаемых складов, а также депо в зимнее время, куда поступает подвижной состав после длительного нахождения на холоде);

- переменный (охлаждающий и нагревающий), встречающийся при работе экипажей судов;

- умеренного термического действия , присущий большинству производственных цехов обслуживающих предприятий транспорта и административных помещений.

Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий.

1. Отопление –совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи крайне важно го количества теплоты в обогреваемых помещениях.

Системы отопления подразделяются:

По расположению базовых элементов – на местные и центральные;

По виду теплоносителя – на водяные, паровые, воздушные и газовые.

2. Защита от теплового излучения:

Теплоизоляция – температура нагретых поверхностей оборудования, коммуникаций и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 °С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, – не должна превышать 35 °С (в качестве теплоизоляционных используются мастичные, оберточные и засыпные материалы);

Экранирование – использование теплоотражающих, теплопоглощающих и теплоотводящих экранов;

Мелкодисперсное распыление воды – водяные завесы;

Воздушное душирование рабочих мест;

Оптимальное размещение оборудования и рабочих мест.

3. Герметизация помещений –улучшение плотности подгонки дверей, рам, заслонок и т.п.; двойное застекление; оборудование шлюзов; устройство тепловых воздушных завес.

5. Кондиционирование – искусственная автоматическая обработка воздуха с целью поддержания в помещениях заранее заданных метеорологических условий, независимо от изменения наружных условий и режимоввнутри помещения.

6. Рациональные режимы труда и отдыха – организация дополнительных перерывов в рабочей смене для обогрева или охлаждения работников в специально оборудованных для этой цели помещениях.

7. Рациональный питьевой режим и медицинские средства профилактики.

Рассмотрим более подробно наиболее эффективные методы защиты от неблагоприятного воздействия микроклимата.

Микроклимат производственных помещений - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Микроклимат производственных помещений" 2017, 2018.

1 Производственный микроклимат и его влияние на организм человека……3

2 Основные параметры микроклимата ………………...……………………….5

3 Создание требуемых параметров микроклимата…………………………….9

3.1 Системы вентиляции…………………………………………………………9

3.2 Кондиционирование воздуха……………………………………………….11

3.3 Системы отопления…………………………………………………………11

3.4 Контрольно-измерительные приборы……………………………………...11

Список использованной литературы…………………………………………..13

1 Производственный микроклимат и его влияние на организм человека

Микроклимат производственных помещений − это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

На (рисунке 1) приведена классификация производственного микроклимата.

Рисунок 1 − Виды производственного микроклимата

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям.

Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объёме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведёт к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек путей работающего.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно низких.

Субъективные ощущения человека меняются в зависимости от изменения параметров микроклимата (таблица 1).

Таблица 1 − Зависимость субъективных ощущений человека от параметров рабочей среды

Для создания нормальных условий труда в производственных помещениях обеспечивают нормативные значения параметров микроклимата: температуры воздуха, его относительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового излучения.

2 Основные параметры микроклимата

В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определённых условий, или микроклимата − климата внутренней среды этих помещений. К основным нормируемых показателям микроклимата воздуха рабочей зоны относятся температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Существенное влияние на параметры микроклимата и состояние человеческого организма оказывает также интенсивность теплового излучения различных нагретых поверхностей, температура которых превышает температуру в производственном помещении.

Относительная влажность воздуха представляет собой отношение фактического количества паров воды в воздухе при данной температуре к количеству водяного пара, насыщающего воздух при этой температуре.

Если в производственном помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. человеку. Различают три способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул), непосредственно соприкасающихся друг с другом. Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объёмов газа или жидкости. Тепловое излучение − это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела.

В реальных условиях тепло передаётся не каким-либо одним из указанных выше способов выше способов, а комбинированным.

Тепло, поступающее в производственное помещение от различных источников, влияет на температуру воздуха в нём. Количество тепла, переданного окружающему воздуху конвекцией (Qк, Вт), при непрерывном процессе теплоотдачи может быть рассчитано по закону теплоотдачи Ньютона, который для непрерывного процесса теплоотдачи записывается в виде:

,

где α − коэффициент конвекции,

;

S − площадь теплоотдачи, м2

t − температура источника, ºС;

tв − температура окружающего воздуха, ºС.

Количество тепла, переданного посредством излучения (Qи, Дж) от более нагретого твёрдого к менее нагретому телу, определяется:

где S − поверхность излучения, м2;

τ − время, с;

C1-2 − коэффициент взаимного излучения,

;

Θ − средний угловой коэффициент.

Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры (36,6 ºС). Способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры носит название терморегуляции. Терморегуляция достигается отводом выделяемого организмом тепла в процессе жизнедеятельности в окружающее пространство.

Теплоотдача от организма в окружающую среду происходит в результате: теплопроводности через одежду (Qт); конвекции тела (Qк); излучения на окружающие поверхности (Qи), испарения влаги с поверхности кожи (Qисп); нагрева выдыхаемого воздуха (Qв), т.е.:

Qобщ = Qт + Qк + Qи + Qисп + Qв

Это уравнение носит название уравнения теплового баланса. Вклад перечисленных выше путей передачи тепла непостоянен и зависит параметров микроклимата в производственном помещении, а также от температуры окружающих человека поверхностей (стен, потолка, оборудования). Если температура этих поверхностей ниже температуры человеческого тела, то теплообмен излучением идёт от организма человека к холодным поверхностям. В противном случае теплообмен осуществляется в обратном направлении: от нагретых поверхностей к человеку. Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения испарения − от относительной влажности и скорости движения воздуха. Основную долю в процессе отвода тепла от организма человека (порядка 90% общего количества тепла) вносят излучение, конвекция и испарение.

Нормальное тепловое самочувствие человека при выполнении им работы любой категории тяжести достигается при соблюдении теплового баланса. Рассмотрим, как влияют основные параметры микроклимата на теплоотдачу от организма человека в окружающую среду.

Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносных сосуды кожи сужаются, в результате чего замедляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача.

В нормативных документах введены понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие сочетания количественных параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции.

Допустимые условия обеспечивают таким сочетанием количественных параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека может вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособленных возможностей.

В ГОСТ 12.1.005-88 “Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования” представлены оптимальные и допустимые параметры микроклимата в производственном помещении в зависимости от тяжести выполняемых работ, количества избыточного тепла в помещении и сезона (времени года).

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды данных помещений, который определяется совместно действующими на организм человека температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а так - же интенсивностью теплового излучения.

Неблагоприятное сочетание параметров микроклимата может вызвать перенапряжение механизмов терморегуляции, перегрев и переохлаждение организма.

Факторы, влияющие на микроклимат, можно разделить на две группы:

Нерегулируемые (комплекс климатообразующих факторов данной местности)

Регулируемые (особенности и качество строительства зданий, интенсивность теплового излучения от нагревательных приборов, кратность воздухообмена, количество людей и животных в помещении и т.д.)

Санитарными нормами установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические нормы характеризуются сочетанием таких параметров микроклимата, которые обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и предпосылки высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические нормы характеризуются сочетанием величин параметров микроклимата, которые могут вызвать изменение теплового состояния организма, сопровождающееся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений и нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Допустимые нормы устанавливают в тех производственных помещениях, в которых по технологическим, техническим и экономическим причинам невозможно оптимальные нормы.

К параметрам микроклимата производственного помещения относится: температура воздуха (20-25 0 С), скорость движения воздуха (0,2-0,3 м/с), относительная влажность (40-60 %) барометрическое давление (760 мм.рт.ст) и тепловое излучение от нагретых поверхностей.

Температура воздуха. Высокая температура воздуха вызывает быструю утомляемость организма, расслабление тела, снижение внимания, приводит к перегреву организма. В холодное время при выполнении, например сварочных, кузовных работ вне помещения или в неотапливаемом помещении возможно воздействие низких температур, что может вызвать охлаждение организма, стать причиной простудных заболеваний, возможны случаи отморожения частей тела (пальцы рук, ног, щеки, уши).

Влажность воздуха оценивается содержанием в нем водяных паров. Повышенная влажность воздуха приводит к нарушению терморегуляции организма, к его перегреванию при высокой температуре. Низкая относительная влажность воздуха приводит к ускорению отдачи тепла, высыханию слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Движение воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при скорости 0,1 м/с. легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию. Большая скорость движения воздуха, особенно при низких температурах, приводит к сквознякам и простудным заболеваниям (радикулиты, миозиты и т.д.).

Тепловое излучение (лучистая энергия) выделяется в пространство вследствие сильного нагрева различного оборудования. Источниками лучистой энергии являются: нагревательные печи, кузнечные горны, термические и закалочные ванны, сварочные работы. Потоки тепловых излучений состоят из инфракрасных лучей. В результате проникновения лучистой энергии повышается температура кожи и глубоко лежащих тканей на облучаемом участке, нарушается работа сердца, понижает давление. При сварочных работах воздействуют инфракрасные лучи длиной 0,7-1,5 мкм (лучи Фохта), которые вызывают катаракту глаз.

Для нормализации температурно-влажностного режима применяют:

Системы вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. При правильном выборе их типа, производительности и оптимальной конструкции условия труда на рабочих местах поддерживаются в пределах норм с минимальными затратами средств, труда и энергии;

Механизация и автоматизация производственных процессов, использование более совершенных машин и оборудования позволяет снизить время пребывания людей на рабочих местах с некомфортными параметрами микроклимата, а также ограничить или исключить контакт с вредными производственными факторами;

Теплоизолируют нагревательные поверхности оборудования и устанавливают защитные экраны, чтобы предотвратить избытки теплоты в помещениях;

Организация рационального питьевого режима с целью компенсации потерь организмом влаги и солей, обеспечивая работающих в горячих цехах подсоленной и охлажденной газированной водой;

Использование СИЗ, если значение параметров микроклимата отличается от нормативных. С их помощью можно предотвратить перегрев или переохлаждение организма, а также устранить неблагоприятное воздействие тепловых излучений на органы зрения;

Рациональное чередование периодов труда и отдыха для профилактики отрицательного влияния дискомфортных условий труда.

При низких температурах, особенно в сочетании с высокой подвижностью воздуха, вводят дополнительные перерывы для обогрева работающих. Температуру в помещениях для обогрева поддерживают в пределах 22-24 0 С, что несколько выше значений, предусмотренных для санитарно-бытовых помещений. При выполнении работы в условиях высоких температур продолжительностью дополнительных перерывов должна быть достаточна для восстановления работоспособности и процессов терморегуляции

Вентиляция и виды

Для приведения параметров микроклимата к нормируемым используют воздухообмен, который осуществляется по средствам вентиляции.

Вентиляция - это процесс частичной или полной замены загрязненного воздуха помещений свежим (или чистым) наружным воздухом.

Вентиляция позволяет снизить избыточное количество теплоты, газов, паров, пыли.

Процесс поддержания температуры, влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к производственным помещениямназывается кондиционированием. Одно из основных требований к системе кондиционирования воздуха - регулирование определенных соотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха; средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений (стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью движения воздуха внутри помещения. Кроме того, системой кондиционирования воздуха должна регулироваться концентрация газов, паров и пыли в помещении. Если система предназначена для создания комфортных условий людям, то она должна также уменьшать запахи, выделяемые человеческим телом.

Для поддержания нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года и одновременно регулировать влажность воздуха предназначено отоплению , которое бывает местное и центральное (по радиусу действия).

К системам отопления предъявляют следующие санитарно-гигиенические требования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулирования количества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции; отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятными запахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.

Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды в производственных помещениях.

Применение средств индивидуальной защиты.

Вентиляция как средство защиты воздушной среды производственных помещений

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метеорологических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.

По способу перемещения воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественной) и с механическим (механической). Возможно также сочетание естественной и механической вентиляции (смешанная вентиляция).

Вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система вентиляции , - для подачи (притока) или удаления воздуха из помещения или (и) для того и другого одновременно.

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.

Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной Среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой.

Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

В производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных паров и газов, наряду с рабочей предусматривается устройство аварийной вентиляции.

На производстве часто устраивают комбинированные системы вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т.п.).

Для эффективной работы системы вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

1. Количество приточного воздуха должно соответствовать количеству удаляемого (вытяжки); разница между ними должна быть минимальной.

В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха обязательно было больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества. Количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, в результате чего в помещении создается небольшое разрежение.

Возможны такие схемы воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли.

2. Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.

Приток воздуха должен производиться, как правило, в рабочую зону, а вытяжка - из верхней зоны помещения.

3. Система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или перегрева работающих.

4. Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

5. Система вентиляции должна быть электро-, пожаро- и взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и эффективна.

Естественная вентиляция

Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра.

Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной.

При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание).

Организованная естественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами, и поддается регулировке.

Аэрация. Осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих цехах за счет совместного и раздельного действия гравитационного и ветрового давлений. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы, расположенные на небольшой высоте от пола (1-1,5 м), а удаляется через проемы в фонаре здания.

Поступление наружного воздуха в зимнее время осуществляется через проемы, расположенные на высоте 4-7 м от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен.

При обдувании зданий ветром с наветренной стороны создается повышенное давление воздуха, а на заветренной стороне - разрежение.

Под напором воздуха с наветренной стороны наружный воздух будет поступать через нижние проемы и, распространяясь в нижней части здания, вытеснять более нагретый и загрязненный воздух через проемы в фонаре здания наружу. Таким образом, действие ветра усиливает воздухообмен, происходящий за счет гравитационного давления.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система аэрации значительно дешевле механических систем вентиляции.

Недостатки: в летнее время эффективность аэрации снижается вследствие повышения температуры наружного воздуха; поступающий в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлаждается).

Вентиляция с помощью дефлекторов. Дефлекторы представляют собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции, например, для вытяжки горячих газов от кузнечных горнов, печей и т.д.

В настоящее время наибольшее распространение получил дефлектор ЦАГИ (рис.12).

Рис. 12. Дефлектор ЦАГИ.

1 - диффузор, 2 - цилиндрическая обечайка, 3 - колпак, 4 - конус, 5 - патрубок

Ветер, обдувая обечайку дефлектора, создает разрежение на большей части его окружности, вследствие чего воздух из помещения движется по воздуховоду и патрубку 5 и затем выходит наружу через две кольцевые щели между обечайкой 2 и краями колпака 3 и конуса 4. Эффективность работы дефлекторов зависит главным образом от скорости ветра, а также высоты установки их над коньком крыши.

Механическая вентиляция

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.

Производственное освещение

Основные светотехнические понятия и единицы

Освещение производственных помещений характеризуется количественными и качественными показателями. К основным количественным показателям относятся: световой поток, сила света, яркость и освещенность.

К основным качественным показателям зрительных условий работы можно отнести: фон, контраст между объектом и фоном, видимость.

Световой поток (Ф) - это мощность светового видимого излучения, которая оценивается глазом человека по световым ощущениям. Единицей светового потока является люмен (лм) световой поток от эталонного точечного источника в одну канделу (международную свечу), расположенного в вершине телесного угла в один стерадиан.

Сила света (1) - это величина, которая определяется отношением светового потока (Ф) к телесному углу (w), в пределах которого световой поток равномерно распределяется:

За единицу силы света принята кандела (кд) - сила света точечного источника, излучающего световой поток в 1лм, который равномерно распределяется внутри телесного угла в 1 стерадиан.

Яркость (В) - определяется как отношение силы света, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади светящейся поверхности:

где 1 - сила света, излучаемая поверхностью в заданном направлении.

S - площадь поверхности;

А - угол между нормалью к элементу поверхности S и направлением, для которого определяется яркость.

Единицей яркости является н и m (нт) - яркость светящейся поверхности, от которой в перпендикулярном направлении излучается свет силой в 1 канделу с 1м 2 .

Освещенность (Е) - отношение светового потока (Ф), падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента (S):

Е = Ф/S (2.13)

Ф - световой поток, лм

S - площадь, м 2

За единицу освещенности принят л ю к с (лк) - уровень освещенности поверхности площадью 1 м 2 , на которую падает равномерно распределяясь, световой поток в 1 люмен.

Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения поверхности ρ, представляющим собой отношение светового потока, отраженного от поверхности, к световому потоку, падающему на неё. Фон считается светлым при ρ > 0,4, средним - при ρ = 0,2 - 0,4 и темным, если ρ < 0,2.

Контраст между объектом и фоном (k) характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак и другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона. Контраст между объектом и фоном определяется по формуле:

где В о и В ф соответственно яркости объекта и фона, нт.

Контраст считается большим при к >0,5, средним - при к = 0,2 - 0,5 и малым - при к < 0,2.

Видимость (v) характеризует способность глаза воспринимать объект. Видимость зависит от освещенности, размера объекта различия, его яркости, контраста между объектом и фоном, длительности экспозиции: V = (2.15)

где к - контраст между объектом и фоном;

к пор - пороговый контраст, то есть наименьший контраст, различимый глазом при данных условиях.

Для измерения светотехнических величин применяют люксметры, фотометры, измерители видимости и другие приборы.

В производственных условиях для контроля освещенности рабочих мест и общей освещенности помещений чаще всего используют люксметры типов Ю 116, Ю 117 и универсальный портативный цифровой люксметр-яркомер ТЭС 0693. Работа этих приборов основана на явлении фотоэффекта - превращении световой энергии в электрическую.

Для создания благоприятных условий зрительной работы, исключающих быстрое утомление глаз, возникновение профессиональных заболеваний, несчастных случаев содействующих повышению производительности труда и качества продукции, производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

Создавать на рабочей поверхности освещенность, соответствующую характеру зрительной работы, не ниже установленных норм;

Обеспечить достаточную равномерность и постоянства уровня освещенности в производственных помещениях во избежание частой переадаптации органов зрения;

Не создавать ослепляющего действия как от самих источников освещения, так и от других предметов, находящихся в поле зрения;

Не создавать на рабочей поверхности резких и глубоких теней (особенно подвижных);

Обеспечить достаточный для различия деталей контраст освещаемых поверхностей;

Не создавать опасных и вредных производственных факторов (шум, тепловые излучения, опасность поражения током, пожаро и взрывоопасность светильников);

Должно быть надежным и простым в эксплуатации, экономичным и эстетичным.

В зависимости от источника света производственное освещение может быть естественным, создаваемым прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода; искусственным, создаваемым электрическими источниками света и совмещенным, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение подразделяется на: боковое (одно или двухстороннее), которое осуществляется через световые проёмы (окна) в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через фонари и световые проемы в крышах и перекрытиях; комбинированное - сочетание верхнего и бокового освещения.

Искусственное освещение может быть общим и комбинированным.

Общим называют освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения (не ниже 2,5 м над полом) равномерно (общее равномерное освещение) или с учетом расположения рабочих мест (общее локализованное освещение). Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно применять при работах высокой точности, а также, если необходимо создать определенное или переменное, в процессе работы, направление света. Местное освещение создается светильниками, которые концентрируют световой поток непосредственно на рабочих местах. Применение только местного освещения не допускается, учитывая опасность производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Принцип естественного освещения

ПРИНЦИП НОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ. Естественное освещение используется для общего освещения производственных и подсобных помещений.

Оно создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее благоприятно. Используя этот вид освещения, следует учитывать метеорологические условия и их изменения в течение суток и периодов года в данной местности.

Это необходимо для того, чтобы знать, какое количество естественного света будет попадать в помещение через устраиваемые световые проемы здания: окна — при боковом освещении, световые фонари верхних перекрытий здания — при верхнем освещении. При комбинированном естественном освещении к верхнему освещению добавляется боковое. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%. Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или верхним и естественным боковым освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3:1. Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также с главами по строительной теплотехнике.

Качество освещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественной освещенности кео, который представляет собой отношение освещенности на горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи, где Ев — горизонтальная освещенность внутри помещения в лк; Ен — горизонтальная освещенность снаружи в лк. При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности — кео мин, а при верхнем и комбинированном освещении — среднее его значение — кео ср. Способ расчета коэффициента естественной освещенности приведен в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий. С целью создания наиболее благоприятных условий труда установлены нормы естественной освещенности.

В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешанное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении. Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) коэффициенты естественной освещенности производственных помещений установлены в зависимости от характера работы по степени точности (табл. 1). Для поддержания необходимой освещенности помещений нормами предусматривается обязательная очистка окон и световых фонарей от 3 раз в год до 4 раз в месяц.

Кроме того, следует систематически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета. Таблица 1 - Коэффициенты естественной освещенности для производственных помещений Характеристика зрительной работы по степени точности Наименьший размер объекта различения в мм Разряд зрительной работы Значение коэффициента в % при естественном освещении верхнем и комбинированном боковом Наивысшей точности Менее 0,15 I 10 3,5 Очень высокой точности От 0,15 до 0,3 II 7 2,5 Высокой точности От 0,3 до 0,5 III 5 2,0 Средней точности От 0,5 до 1,0 IV 4 1,5 Малой точности От 1,0 до 5,0 V 3 1,0 Грубая Более 5,0 VI 2 0,5 Работа с самосветящимися материалами и изделиями в горячих цехах VII 3 1,0 Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное наблюдение VIII 1 0,3 периодическое наблюдение за состоянием оборудования VIII 0,7 0,2 Работа на механизированных складах IX 0,5 0,1 Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию К.Е.О представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь разрядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е. О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства.

Территория России делится на пять световых поясов, для которых значения К.Е.О. определяются по формуле: где N - номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом; - значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения. - коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении — в различных точках помещения с последующим усреднением; при боковом — на наименее освещенных рабочих местах. Одновременно измеряют наружную освещенность и определенный расчетным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным. 5.

Преимущества и недостатки искусствен.освещения

Освещение прокатных цехов. Искусственное освещение

Искусственное освещение в зависимости от расположения источника света подразделяют на общее, местное и комбинированное. Общее освещение может быть равномерным и локализованным. При равномерном освещении светильники освещают рабочие места и все помещение в целом. Оно применяется при симметрично размещенном оборудовании. Равномерное освещение достигается симметричным размещением светильников одинакового типа и электроламп одинаковой мощности, подвешенных по всему цеху на одной высоте и расстоянии.

Локализованное общее освещение характеризуется несимметричным расположением светильников, т. е. светильники размещают в определенных местах, над оборудованием, где создается повышенная освещенность.

Общее освещение применяют для освещения пролетов цехов. Местное освещение применяют в качестве дополнительного при выполнении точных работ, на пультах управления, на станках, при работах, связанных с ремонтом оборудования и нагревательных устройств. Следует избегать применения только местного освещения.
Каждая из этих двух систем искусственного освещения имеет свои преимущества и недостатки.

Преимуществом общего освещения является равномерное распределение яркости по всему помещению и наименьшие затраты на устройство. Недостаток этого освещения заключается в отдаленности освещения от рабочих мест и невозможности обеспечить необходимый уровень освещенности рабочих поверхностей и управления световым потоком. Система местного освещения позволяет управлять световым потоком. Система комбинированного освещения получила наиболее широкое распространение и устраняет указанные недостатки.

Правильное сочетание местного и общего освещения обеспечивает безопасность работ и повышает производительность труда. При устройстве комбинированного освещения освещенность на рабочей поверхности от светильника общего освещения должна составлять не менее 10% от норм освещенности при комбинированном освещении.
В осветительных установках прокатных цехов применяют лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Электротехнической промышленностью изготовляются лампы накаливания общего назначения (по ГОСТ 2239—60) мощностью от 15 до 1500 вт на номинальное напряжение 127 и 220 в. Для местного освещения выпускаются лампы накаливания на номинальное напряжение 12 и 36 в мощностью до 50 вт. Из газоразрядных источников света в осветительных установках прокатных цехов применяют люминесцентные лампы и ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью типа ДРЛ.

В настоящее время выпускаются пять типов люминесцентных ламп различной цветности — лампы дневного света (ЛД), холодного белого света (ЛХБ), белого света (ЛБ), теплого белого света (ЛТБ) и лампы с исправленной цветоотдачей (ЛДЦ). Мощность выпускаемых люминесцентных ламп от 8 до 80 вт.

Режим горения люминесцентных ламп зависит от температуры окружающего воздуха. Наиболее благоприятные условия создаются при температуре окружающего воздуха 18—25°С. Как повышение, так и понижение температуры вне этих пределов вызывает уменьшение светового потока лампы. Колебания напряжений в сети также вызывают изменение режима горения люминесцентных ламп.

Для снижения глубины колебаний светового потока используют следующие схемы включения:

• включают соседние лампы (или светильники) в разные фазы трехфазной электрической сети;
• применяют специальные двухламповые схемы с искусственным сдвигом фаз при помощи конденсатора, включенного в цепь одной из пары ламп.

Световая отдача ламп ДРЛ примерно такая Же, КШ у люминесцентных. Промышленность выпускает различные конструкции ламп ДРЛ (двух- и четырехэлектродные) мощностью от 250 до 1000 вт.

Для рационального распределения светового потока ламп искусственного освещения применяют осветительные приборы — сочетание лампы с осветительной арматурой. Осветительные приборы делятся на группы близкого действия — светильники и дальнего действия — прожекторы. Назначение осветительной арматуры состоит в том, чтобы перераспределить световой поток ламп, защитить глаз от яркости нитей ламп накаливания, защитить лампы от механических повреждений и загрязнения, а также создать условия безопасного обслуживания светильников.

В прожекторе световой поток источников света, излучаемый почти во всех направлениях, перераспределяется и концентрируется при помощи оптической системы в направленный пучок света. Защита глаз от прямого излучения нитей накаливания достигается созданием защитного угла светильника, величина которого определяется размещением лампы в арматуре светильника и высотой подвеса светильника.

Так как яркость источников света, применяемых для искусственного освещения, значительно превосходит допустимые величины, для защиты глаз людей, находящихся в помещении, каждый светильник характеризуется определенной величиной защитного угла. Защитным называется угол между горизонталью, на которой лежит световой центр светильника и прямой, проходящей через край рассеивателя или отражателя и центр тела накала лампы. Световым центром является геометрический центр светящегося тела лампы светильника, которая имеет заданное распределение силы света.

Во взрыво- и пожароопасных помещениях светильники должны исключать возможность возникновения взрывов от искрения в патроне или вследствие короткого замыкания в проводах, вводимых в патрон. В зависимости от распределения светового потока в пространстве светильники распределяются на следующие группы, % излучения светового потока:

Светильники прямого света - 90% в нижнюю полусферу

Светильники преимущественно прямого света - 60-90% в нижнюю полусферу

Светильники рассеянного света - 40-60% в каждую полусферу

Светильники преимущественно отраженного света - 60-90% в верхнюю полусферу

Светильники отраженного света - Не менее 90% в верхнюю полусферу

Светильники прямого света используют в помещениях с темными, плохо отражающими свет потолками и стенами, например в прокатных цехах с металлическими фермами, световыми фонарями и большими окнами.

Светильники преимущественно прямого света устанавливают в цехах со стенами и потолками, хорошо отражающими свет. Эти светильники дают довольно мяггие тени.
Светильники рассеянного типа применяют в тех. случаях, когда требуется осветить не только нижнюю, но и верхнюю часть помещения, где расположено оборудование и приборы, требующие наблюдения.

Светильники преимущественно отраженного и светильники отраженного света необходимы в случаях, когда нежелательны даже незначительные тени. Светильники этого типа наименее экономичны. Наиболее экономичными являются светильники прямого света, а затем преимущественно прямого света. Светильники рассеянного света экономичней, чем светильники отраженного света.

Светильники общего освещения с люминесцентными лампами должны иметь защитный угол в производственных помещениях не менее 15 град. Светильники местного освещения с любыми лампами должны иметь отражатели, сделанные из непросвечивающего или из густого светорассеивающего материала, с защитным углом не менее 30 град., а при расположении светильников не выше уровня глаз работающего — не менее 10 град.
Лестницы освещаются таким образом, чтобы светящиеся части любых ламп не были видны под углом до 10 град, вверх и вниз к горизонту.

В производственных помещениях прокатных цехов применяют светильники следующих типов:

1) «универсаль» и типа «люцетта цельная» — преимущественно прямого света открытого типа;

2) светильники типа «шар»— рассеянного света;

3) глубокоизлучатель эмалированный;

4) светильники специального назначения серии РН и ВЗГ рудничного типа, которые имеют колпаки из матированного стекла и применяются для освещения сырых, особо сырых, пыльных и пожароопасных помещений, а также помещений, в которых возможно образование взрывоопасной среды.

Световой поток люминесцентных ламп незначителен, поэтому светильники для них выполняют многоламповыми. Для защиты глаз от слепящего эффекта эти светильники снабжают рассеивающими заменителями из матированного стекла или специальными решетками, помещенными в нижней части светильника и выполненными в виде ячеек из тонкой листовой стали или органического стекла.

Люминесцентные светильники по характеру светораспределения бывают прямого света (для общего распределения прокатных цехов и др.) и преимущественно отраженного света (для общего освещения чистых помещений). Для освещения технологических пролетов прокатных цехов применяют ртутные лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для освещения машинных залов применяют люминесцентные лампы типа ЛБ в эмалированных светильниках.

Управление освещением цеховых помещений, имеющих естественный свет, централизовано и производится из машинного зала. Высота светового центра (высота подвеса) над уровнем пола светильников общего пользования в целях ограничения ослепительности принимается не менее величин, указанных в табл. 8.

Светильники местного освещения устраивают на шарнирных кронштейнах, чтобы рабочий при желании мог изменить направление светового потока. Во избежание электротравм для питания местных светильников рекомендуется использовать ток пониженного напряжения (12 в) и лампы небольшой мощности (25 вт).

Для освещенности помещения немаловажное значение имеет отражающая способность потолка, стен и оборудования. Применяя правильно выбранную окраску потолка, стен и оборудования, можно значительно улучшить условия работы глаза.

Потолки окрашивают таким образом, чтобы иметь максимальную отражающую способность не ниже 70%; стены должны иметь отражающую способность порядка 50-60%, а это достигается окраской их в светло-серый, бледно-зеленый, зелено-сероватый и бледно-голубой цвета; механизмы, оборудование следует окрашивать краской с отражающей способностью о г 25 до 40%.