МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ИХ НОРМИРОВАНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

План лекции:

1. Параметры метеорологических условий и факторы, влияющие на микроклимат производственных помещений.                                                                                                                                

2. Влияние метеорологических условий на организм человека.                                     

3. Нормирование метерологических условий производственного помещения            

1. Параметры метеорологических условий и факторы, влияющие на микроклимат производственных помещений

Метеорологические условия производственных помещений характе­ризуются температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и интенсивностью теплового излучения.

Технологический процесс и, в какой-то степени внешние метео­рологические условия, определяют микроклимат в производственных помещениях. Во всех помещениях, где осуществляется любой произ­водственный процесс, как правило, выделяется тепло. Источником тепла являются печи, нагретые заготовки, паропроводы, генериро­вание электрической энергии в тепловую, работающие в помещении люди, солнечная радиация, проникающая в помещение через открытые и остекленные проемы. Часть поступившего в цех тепла отдается на­ружу, а остальная часть (явное тепло) нагревает воздух рабочих помещений.

Передача тепла от нагретых поверхностей и предметов осущест­вляется тремя путями:

1) теплопроводностью - передача тепла осуществляется при непос­редственном контакте нагретых и холодных тел.

2) конвекцией - передача тепла окружающему воздуху, который, нагреваясь, переносит тепло, отнятое им от нагретого тела, и отдает его холодным поверхностям. Нагретый воздух от горячих по­верхностей поднимается вверх, а его место занимает тяжелый, хо­лодный воздух, который в свою очередь также нагревается и подни­мается вверх. В результате такой циркуляции воздуха происходит его нагрев не только в месте нахождения источников тепла, но и на более отдаленных участках.

Передача тепла конвекцией зависит от формы и состояния поверхности, от температуры окружающего воздуха и от скорости движения воздуха вдоль нагретой поверхности.

3) тепловой радиацией - поток инфракрасных лучей от излучающих к облучаемым поверхностям.

Инфракрасные лучи совершенно не поглощаются окружающим возду­хом. Следовательно, передача тепла излучением от температуры воздуха не зависит, а зависит только от температуры поверхностей и степени ее черноты: темные, шероховатые поверхности излучают тепла больше, чем гладкие, блестящие. При температуре излучаю­щих поверхностей больше 500 °С спектр излучения содержит как види­мые (световые) лучи, так и невидимые (инфракрасные) лучи; при меньших температурах этот спектр состоит только из инфракрасных лучей. Источники тепла с температурой свыше 2500 °С начинают излучать ультрафиолетовые лучи.

В каждом помещении воздух постоянно находится в состоянии дви­жения, которое создается за счет разности температур в различных частях здания по его площади и высоте. Чем больше разница темпе­ратур, тем интенсивнее подвижность воздуха. Движение воздуха мо­жет быть использовано в качестве оздоровительного мероприятия при высокой температуре воздуха.

В каждом производственном помещении всегда содержится некото­рое количество водяных паров. Количество водяных паров, выражен­ное в граммах на 1 куб.метр воздуха, называется абсолютной влаж­ностью. Влажность, при которой количество водяных паров (в грам­мах) способно насытить 1 м³ воздуха при данной температуре до предела, называется максимальной.

Для измерения влажности воздуха чаще всего пользуются показателем относительной влажности, т.е. отношением абсолютной влаж­ности к максимальной при данной температуре, выраженной в процентах. Влажность воздуха производственных помещений находится в прямой зависимости от технологического процесса.

Источниками, повышающими влажность воздуха в производственных помещениях, могут являться открытые поверхности заполненных раст­ворами различных ванн, красильные и промывные аппараты и другие, особенно, если эти растворы подвергаются нагреванию и создаются ус­ловия для их наиболее интенсивного испарения (травильные, гальва­нические отделения и другие производства).

В цехах, где имеется высокая относительная влажность, резко ограничена способность воздуха воспринимать дополнительно влагу. Понижение температуры воздуха в таких цехах приводит к образованию тумана и конденсации паров на оборудовании, потолке и стенах по­мещения. При повышении температуры воздуха относительная влаж­ность его резко снижается и воздух ощущается сухим.

При соответствующих сочетаниях температуры, влажности и под­вижности воздуха с учётом интенсивности теплового излучения микроклимат производственных помещений может оказывать огромное влия­ние на работоспособность человека и его самочувствие, определяет теплообмен организма человека с окружающей средой.

2. Влияние метеорологических условий на организм человека

В организме человека непрерывно протекают окислительные про­цессы, сопровождающиеся образованием тепла. Вместе с тем непре­рывно происходит и отдача тепла в окружавшую среду. Совокупность процессов, обуславливающих теплообмен человека с окружающей средой, называется терморегуляцией.

Сущность терморегуляции заключается в следующем. В обычных условиях в организме человека поддерживается постоянное соотношение между приходом и расходом тепла, благодаря чему тем­пература тела сохраняется на уровне 36...З7°С, необходимом для нормального функционирования организма. При понижении температуры воздуха организм человека реагирует на это сужением поверхностных кровеносных сосудов, в результате чего уменьшается приток крови к поверхности тёла и температура их снижается. Это сопровождается уменьшением разности температур между воздухом и поверхностью тела и, следовательно, уменьшением теплоотдачи. При повышении температуры воздуха терморегуляция вызывает в организме человека обратные явления.

Тепло с поверхности тела человека, отдаётся путем излучения, конвекции и испарения.

Под излучением понимается поглощение лучистого тепла организма человека окружающими его твердыми телами (пол, стены, оборудование), если их температура ниже температуры поверхности тела человека.

Конвекция - непосредственная отдача тепла поверхности тела менее нагретым притекающим к нему слоям воздуха. Интенсивность теплоотдачи при этом зависит от площади поверхности тела, разности температуры тела и окружающей среды и скорости движения воздуха.

Испарение пота с поверхности тела также обеспечивает отдачу тепла организмом окружающей среде. На испарение 1г влаги требуется около 0.6 ккал тепла.

Тепловое равновесие организма также зависит от наличия вблизи рабочих мест сильно нагретых поверхностей оборудования или материалов (печи, раскаленный металл и т.д.). Такие поверхности отдают при излучении тепло менее нагретым поверхностям и человеку. Самочувствие человека, не защищенного от воздействия тепловых лучей, будет зависеть от интенсивности облучения и его продолжительности, а также от площади облучаемой поверхности кожи. Длительное облучение даже небольшой интенсивности может привести к ухудшению самочувствия.

Наличие в помещении холодных поверхностей также отрицательно влияет на человека, увеличивая отдачу тепла излучением с поверхности его тела. В результате этого у человека появляется озноб и ощущение холода. При низкой температуре окружающей среды теплоотдача организма усиливается, теплообразование не успевает компенсировать потери. Кроме того, переохлаждение организма в течение длительного времени может привести к простудным заболеваниям и ревматизму.

На тепловое равновесие человека существенное влияние оказывает влажность окружающего воздуха и степень его подвижности. Наиболее благоприятные условия для теплообмена при прочих равных условиях создаются при влажности воздуха 40...60% и температуре около +18°С Воздушная среда характеризуется значительной сухостью при ее влажности ниже 40%, а при влажности воздуха выше 60% - повышенной влажностью. Сухой воздух вызывает повышенное испарение влаги с поверхности кожного покрова, слизистых оболочек организма, поэ­тому у человека возникает ощущение сухости этих участков. И нао­борот, при повышенной влажности воздуха испарение влаги с по­верхности кожи затруднено.

Подвижность воздуха в зависимости от его температуры может по-разному влиять на самочувствие человека. Температура движущегося воздуха должна быть не выше +З5°С. При низкой температуре движение воздуха ведет к переохлаждению организма вследствие повышения теплоотдачи путем конвекции, что подтверждается характерным примером: человек легче переносит холод при неподвижном воздухе по сравнению с ветреной погодой при той же температуре. При температуре воз­духа выше +35'С единственным путем теплоотдачи с поверхности тела человека является практически испарение.

В горячих цехах, а также на отдельных рабочих местах температура воздуха может доходить до 30...40°С. В таких условиях значительная часть тепла отдается за счет испарения пота. Организм человека в таких условиях может за смену терять до 5...8л воды путем потоиспарения, что составляет 7...10% веса тела. При потении человек теряет большое количество солей, витаминов, жизненно важных для организма. Организм человека обезвоживается и обессоливается.

Постепенно он перестает справляться с отдачей тепла, что приводит к перегреву тела человека. У человека появляется ощущение слабос­ти, вялости. Его движения замедляются, а это приводит, а свою очередь, к снижению производительности труда.

С другой стороны, нарушение водно-солевого состава организма человека сопровождается нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы, питания тканей и органов, сгущением крови. Это может привести к "судорожной болезни", характеризующейся появлением рез­ких судорог, преимущественно в конечностях. Температура тела при этом повышается незначительно, или не повышается вовсе. Меры пер­вой помощи при этом направлены на восстановление водно-солевого баланса и заключаются в обильном введении жидкости, в отдельных случаях - во внутривенном или подкожном введении физиологического раствора в сочетании с глюкозой. Большое значение при этом имеет также покой и ванны.

Резкие нарушения теплового баланса вызывают заболевание, назы­ваемое тепловой гипертермией, или перегревом. Это заболевание характеризуется повышением температуры тела до +40...41°С и выше, обильным потоотделением, значительным учащением пульса и дыхания, резкой слабостью, головокружением, потемнением в глазах, шумом в ушах, иногда помрачением сознания. Меры первой помощи при этом за­болевании сводятся, в основном, к предоставлению заболевшему усло­вий, способствующих восстановлению теплового баланса: покой, прохладные души, ванны.

3. Нормирование метерологических условий производственного помещения

Метеорологические условия производственных помещений должны удовлетворять требованиям, изложенным в ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влаж­ности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений с учетом периода года (холодный и теп­лый) и категории выполняемых работ (легкие, средней тяжести и тя­желые).

Рабочая зона представляет собой пространство, ограниченное по высоте 2м над уровнем пола иди площадки, на которых находятся мес­та постоянного или непостоянного (временного) пребывания работаю­щих.

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.

Легкие физические работы (категория 1) - виды       деятельности с расходом энергии не более 150 ккал/ч (174 Вт).

Легкие физические работы разделяются на категорию 1а - энерго­затраты до 120 ккал/ч (139 Вт), и категорию 1б - энергозатраты 121...150 ккал/ч (140...174 Вт).

К категории 1а относятся работы, 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 1б относятся работы, 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.).

Средней тяжести физические работы (категория 2) - виды дея­тельности с расходом энергии в пределах 151..250 ккал/ч (175...290 Вт).

Средней тяжести физические работы разделяют на категорию 2а - энергозатраты от 151 до 200 ккал/ч (175...232 Вт) и категорию 2б - энергозатраты от 201 до 250 ккал/ч (233...290 Вт).

К категории 2а относятся работы, связанные с постоянной ходь­бой, перемещением мелких (до 1кг) изделий или предметов в положе­нии сидя или стоя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предп­риятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

К категории 26 относятся работы, связанные с ходьбой, переме­щением и переноской тяжестей до 10кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, термических, сварочных цехах машиностроительных и ме­таллургических предприятий и т.п.).

Тяжелые физические работы (категория 3) - виды деятельности с расходом энергии более 250ккал/ч (более 290 Вт).

К категории 3 относятся работы, связанные с постоянными перед­вижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10кг) 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.).

Температура, относительная влажность и скорость движения воз­духа в рабочей зоне производственных помещений должны соответство­вать параметрам, приведенным в табл.1.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых по­верхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/кв.м при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Вт/кв.м - при величине облучаемой поверхности от 25до 50% и 100 Вт/кв.м - при облучении не более 25% поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых ис­точников (нагретый металл, стекло, "открытое" пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/кв.м, при этом облучению не должно подвер­гаться более 25% поверхности тела и обязательным является исполь­зование средств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения температура воздуха на посто­янных рабочих местах не должна превышать указанные в табл.1 верхние границы оптимальных значений для теплого периода года, на непостоянных рабочих местах - верхние границы допустимых значений для постоянных рабочих мест.

 Таблица 1. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Примечание: *) Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре возду­ха, меньшая - минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорости его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0.1 м/с - при легкой работе и ниже 0.2 м/с - при работе средней тяжести и тяжелой.

ЛЕКЦИЯ 6

 ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

План лекции: