Влияние параметров микроклимата на физиологию человека. Комфортные и допустимые параметры микроклимата

Сибирский Университет  Потребительской Кооперации 
 
 
 
 
 

Контрольная работа по

Безопасности  Жизнедеятельности 
 

Выполнил:_________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

Проверил:_________________________ 
 
 
 
 
 

Новосибирск,2009

План выполнения контрольной работы:^* 

1. Теоретическая часть:

- введение…………………………………………………………………………………………………..…3

- вопрос № 32. Влияние параметров микроклимата на физиологию человека. Комфортные и допустимые параметры микроклимата………........6

- вопрос № 61. Вибрация: физиологическое действие, допустимые уровни, способы защиты…………………………………………………………..………………………………..15

2. Практическая часть:

- задача №5/7 . Решение………………………………………………………………………………20

- задача №17/7. Решение…………………………………………..………………………………..24

- задача №28/7. Решение………………………..…………………………………………………..27

3. Список используемой литературы………………………………………………………30

   ^* - номер зачетной книжки Э-07-097

   Теоретическая часть

   Введение

   Безопасность  жизнедеятельности – наука о безопасном существование человека. Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в обеспечении комфортных условий жизнедеятельности людей на всех стадиях жизни, в защите человека и окружающей его среды (производственной, природной, городской, жилой) от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни. Повреждение организма может произойти в результате как непосредственных контактных (механических, электрических, химических и т.д.), так и дистанционных (тепловых, световых и пр.) внешних воздействий. Повреждения организма могут возникать сразу после воздействия или спустя определенное время после него.

     С опасностями человек столкнулся  с момента своего появления.  Сначала это были природные  опасности, но с развитием человеческого  общества к ним прибавились  техногенные, т.е. рожденные техникой. Научно-технический прогресс наряду  с благами принес и неисчислимые  бедствия, как человеку, так и окружающей среде. Увеличивается количество различных заболеваний (одно из последних – «синдром компьютерного зрения»), происходит интенсивное загрязнение атмосферы, увеличивается количество озоновых «дыр» и т.д. Человек и сам является источником опасности. Своими действиями или бездействием он может создать для себя и окружающих реальную угрозу жизни и здоровья. Опасности, создаваемые человеком, весьма разнообразны. Войны, преступления, проституция, наркомания, СПИД, голод, нищета, бескультурье – эти и другие пороки человеческого общества являются социальными опасностями.

   Таким образом, опасности окружающего  нас мира условно разделены на три четко выраженные группы: природные, техногенные, социальные. Какой бы деятельностью  человек не занимался, где бы ни находился, всегда рядом с ним существуют скрытые силы, представляющие для  него угрозу. Это потенциальные (возможные) опасности. Постоянное наличие вокруг человека потенциальных опасностей (улица, транспорт и пр.) как в  быту, так и на рабочем месте, вовсе  не значит, что какое-то несчастье  обязательно произойдет. Для этого  необходимы определенные условия –  причины. Некоторые опасности не зависят от деятельности человека, появляются внезапно, не оставляя времени  на раздумья, на спасение (аварии на транспорте, взрывы, землетрясения, ураганы и  т.д.). Для конца двадцатого века и  начала двадцать первого характерно нарастание как экологических, так  и иных катастроф. Поэтому людям  надо прислушиваться к мнению ученых и организаций, заранее прогнозирующих различного рода бедствия и катастрофы. Каждый человек должен предвидеть опасности  и готовиться к ним заранее, быть готовым противостоять любой  опасности и соблюдать основные правила безопасности жизнедеятельности: - Предвидеть и распознавать опасности  и по возможности избегать их. - Знать  об окружающих нас опасностях и собственных  возможностях. - При необходимости  быстро и грамотно действовать.

   Главная задача возникшего научного направления  «Безопасность жизнедеятельности» – анализ источников и причин возникновения  опасностей, прогнозирование и оценка их воздействия на человека и среду  обитания. Как наука БЖД находится  в стадии формирования. Опирается  на научные достижения и практические разработки в области охраны труда, охраны окружающей среды, на достижения в профилактической медицине, основывается на законах и подзаконных актах. Задачи науки БЖД сводятся к идентификации опасностей техносферы, разработке и использованию средств защиты от опасностей, их непрерывному контролю и мониторингу в техносфере, обучению работающих и населения основам защиты от опасностей, разработке мер по ликвидации последствий проявления опасностей. Цель БЖД как науки – сохранение здоровья и жизни человека в техносфере, защита его от опасностей техногенного, антропогенного, естественного происхождения и создание комфортных условий жизнедеятельности. Таким образом, научные и практические знания, изложенные в дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», позволяют минимизировать ошибочные действия людей, сделать техносферу комфортной, ограничить в ней опасности допустимыми пределами и устранить ее негативное воздействие на биосферу.¹ 

   Влияние параметров микроклимата на физиологию человека. Комфортные и допустимые параметры микроклимата.

   Параметрами микроклимата являются температура (t⁰), влажность (q) и подвижность (v) воздуха, а также атмосферное давление (p). Теплоощущения человека (эффективная температура) зависят от первых трех параметров.

   С ростом подвижности воздуха усиливается  конвективный обмен, что приводит к  усилению действия как низких, так  и высоких температур. С ростом влажности воздуха возрастает его  теплопроводность, что приводит к  увеличению нагрева организма при  высоких температурах ОС и усилению его охлаждения при низких.

   Влажностью  воздуха  называется содержание в  нем влаги в виде водяных паров.  Влажность воздуха бывает абсолютная, определяемая как отношение массы  водяного пара к объему воздуха (измеряемая в кг/м³), и относительная, измеряемая в процентах и определяемая как отношение фактической массы водяного пара к его предельно возможной (насыщающей) массе в данном объеме воздуха, находящегося при определенной температуре. Предельно возможное содержание влаги в воздухе быстро растет с повышением температуры. Так в экваториальной области (в тропиках) 100% влажность соответствует ~30 г водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, а в наших широтах летом – 10 г/м³, зимой 3 г/м³.

   Известно, что в Санкт-Петербурге влажность  воздуха гораздо выше, чем в  Новосибирске. Поэтому температура, например -20 ⁰С, в Новосибирске переносится довольно легко, в то время как в Петербурге даже сибиряку становится холодно.

   Следует вспомнить, что человек в процессе своей жизнедеятельности непрерывно вырабатывает энергию (от 70 Вт в состояние  покоя до 500 Вт при тяжелой работе). Для достижения термобаланса с ОС^* человеку необходимо отдавать эту энергию в ОС. При температуре ОС  выше 30⁰ единственный способ отвода энергии от человека – испарение пота. Испарение пота происходит тем эффективнее, чем меньше влажность воздуха и больше его подвижность. При 100% влажности воздуха испарение пота вообще не происходит. Таким образом, повышенная влажность усиливает нагревающее воздействие высоких температур на человеческий организм. Между тем, хотя рост подвижности воздуха однозначно усиливает эффект низких температур ОС, его влияние на эффект, оказываемый высокими температурами, не так однозначно. Действительно, в этом случае рост подвижности воздуха способствует как нагреву человека вследствие усиления конвективного теплообмена, так и его охлаждению из-за более быстрого испарения пота.

   Все хозяйки знают, что влажное белье  сушится  гораздо быстрее «на  ветерке» за счет более эффективного процесс испарения влаги. О влияние  влажности воздуха на теплоощущения  человека можно судить по сравнению  физиологического действия русской  бани и сауны. В сауне поддерживается минимальная влажность воздуха (так называемый сухой пар), поэтому находящийся в ней человек довольно эффективно охлаждается за счет испарения выделяющегося пота, и температура порядка 110 ⁰С переносится в сауне довольно легко. Однако такая температура в русской бане (где реализуется высокая влажность) совершенно непереносима. Дело в том, что потовыделение в этом случае не приводит к охлаждению организма, так как вследствие высокой влажности воздуха выделяемый пот практически не испаряется. В результате организм пытается охладиться, усиливая выделение пота, происходит так называемое  «ливневое потоотделение», однако и оно не приводит к охлаждению, а только к значительной потере влаги организмом. Многие интересуются: какая баня полезнее – сауна или русская? Следует отметить, что популярностью пользуются и та и другая. В сауне поддерживается более высокая температура, происходит более глубокий прогрев органов дыхания. В русской бане сильнее прочищаются потовые железы и теряется вес.

   Когда в русской бане мы плещем водой  из ковшика на горячие камни, то ощущаем, как нас охватывает волной жара, хотя температура в парной при  этом практически не меняется. Это  объясняется возросшей влажностью воздуха, во-первых, препятствующей охлаждению организма вследствие уменьшения испарения  пота, а во-вторых, способствующей большему нагреву организма из-за возросшей  теплопроводности воздуха.

   Допустимая  потеря веса человека за счет потери влаги  в результате потоотделения составляет 3%. Когда потеря веса составит 6%, у человека нарушается умственная деятельность, снижается зрение и слух. При потере веса за счет испарения влаги, превышающей 15%, практически неизбежен летальный исход.

   С потом организм человека теряет минеральные соли, концентрации которых в поте составляют порядка 1%, при этом 0,6 % приходится на известно всем поваренную соль NaCl. Так, при потере организмом за счет потовыделения 10 литров жидкости одновременно теряется вес 60 г NaCl (следует иметь в виду, что всего в человеческом организме содержится порядка 140 г поваренной соли). Поэтому при интенсивной работе при высоких температурах (например, в горячих цехах) работникам следует пить подсоленную воду, содержащую ~0,5% NaCl, для сохранения солевого баланса в организме.

   При высоких температурах ОС человеку вредна не только повышенная влажность, но и  пониженная. Интенсивное испарение  пота при пониженной влажности воздуха  ведет к пересыханию кожи, ее растрескиванию и загрязнению болезнетворными бактериями. Оптимальной для человека  является относительная влажность 30-70%.

   При длительном воздействии на человека высоких температур возможен тепловой удар (гипертермия). При этом появляется сухость во рту, головная боль, слабость, рвота, частое дыхание, температура тела повышается до 38-39 ⁰C.

   При длительном воздействии на человека низких температур может наступить  переохлаждение организма (гипертомия), что выражается в замедлении дыхания, дрожи, холодовых травмах и др.

   Влияние атмосферного давления на организм человека весьма значимо. По мере увеличения высоты над уровнем моря атмосферное  давление постоянно падает, что приводит к уменьшению парциального давления кислорода. Таким образом, по мере набора высоты для снабжения организма  привычным количеством кислорода  человеку приходится чаще дышать. При подъеме на высоту свыше 4 км у людей может развиться кислородное голодание (гипоксия), сопровождающееся учащенным пульсом, головокружением, головной болью и замедлением реакции. По мере уменьшения атмосферного давления объем внутренних органов человека постоянно растет. Так, на высоте 12 км объем желудка увеличивается в 5 раз. При полетах на больших высотах летчики используют кислородные маски, скафандры, кабины и салоны авиалайнеров герметизированы. При разгерметизации салона пассажирского самолета, летящего на высоте 10 км, происходит резкое падение давления (взрывная декомпрессия), что может привести к необратимым негативным изменениям в организме людей вследствие резкого расширения объема газов внутри.

   При водолазных работах люди могут находиться под давление, существенно превышающим  атмосферное (превышение  ~1 атм. на каждые 10 м глубины). Так, водолаз, работающий на глубине 50 м, находится под давлением  около 6 атм. Род действием этого  давления объем внутренних органов, в частности легких, заметно уменьшается.  Водолаз уже не может дышать воздухом, находящимся под атмосферным  давлением, ему следует подавать дыхательную смесь под  давлением (в данном случае) 6 атм. При этом организм водолаза насыщается азотом – основным компонентом атмосферного воздуха. При резком подъеме водолаза (форсированной  декомпрессии) может развиться декомпрессионная болезнь, происходящая из-за резкого  увеличения объема растворенного азота, в результате чего в крови образуются пузырьки азота, то есть визуально кровь  как бы закипает. Декомпрессионная болезнь бывает разной тяжести, в  особых случаях она может привести к инвалидности или даже смерти. Развитию болезни способствуют как  переохлаждение, так и перегрев организма.²

   Нормы производственного микроклимата установлены  системой стандартов безопасности труда  ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей  зоны" и СанПиН 2.24.548-96 "Гигиенические  требования к микроклимату производственных помещений". Они едины для всех производств и всех климатических  зон с некоторыми незначительными  отступлениями.

   В рабочей зоне производственного  помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут  быть установлены оптимальные и  допустимые микроклиматические условия.

   Оптимальные микроклиматические условия - это такое  сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом  воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает  предпосылки для высокой работоспособности.

   Допустимые  микроклиматические условия - это такие  сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом  воздействии на человека могут вызвать  напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы  физиологических приспособительных  возможностей. При этом не возникает  нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение  работоспособности. Оптимальные параметры  микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования  воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.³

   Отклонение  условий деятельности Человека от допустимых (когда потоки веществ, энергии или  информации превышают допустимые уровни) приводит к ощутимому воздействию  на него негативных факторов и принуждает его к толерантности – реакции  человеческого организма на неблагоприятные  условия, которая позволяет переносить их с наименьшими потерями. Так, например, по мере отклонения условий микроклимата оптимальных у человека заметно  увеличивается частота пульса (табл. 1). 
 
 
 
 

   Таблица 1

   Зависимость частоты пульса от состояния человека и параметров микроклимата

   С ростом частоты пульса увеличивается  отдача тепла от человека в ОС за счет усиления кровотока и потоотделения, а с ростом температуры относительно оптимального значения (16-18⁰С) значительно снижается его работоспособность (табл.2).

   Таблица 2

   Зависимость работоспособности  человека от температуры  ОС (при относительной  влажности 100%)⁴

   В таблицах 1и 2 проиллюстрировано, как  параметры микроклимта, по мере их отклонения от оптимальных значений, негативно  отражаются на работоспособности человека и физиологических параметрах его  организма. Нормированые значения параметров микроклимата в производственных помещениях приведены в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

   Эти параметры едины для всех производств  и для всех климатических зон  России с незначительными вариациями. Значение этих параметров, приведенные  в таблице 3, зависят, прежде всего, от времени года  и от энергозатрат (Q_ТП) в процессе труда.

   Из  данных, представленных в этой таблице, следует, что оптимальные температуры  в рабочих помещениях в холодный сезон несколько ниже, чем в теплый. Это происходит из-за того, что в теплое время года люди ходят на работу, как правило, в более легкой одежде. По мере роста трудовых энергозатрат (то есть роста собственной теплопродукции работника) оптимальная температура ОС неуклонно снижается, а оптимальная подвижность воздуха возрастает. Относительная влажность воздуха является более консервативным параметром и практически не меняется в зависимости от сезона и категории работ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Таблица 3

   Оптимальные и допустимые параметры  микроклимата в производственных помещениях

   В РФ принято весь год делить на два  сезона, холодный и теплый. К холодному  сезону (совпадающим с отопительным) относятся времена года, когда  среднесуточная температура не превышает 10⁰С, к теплому- когда превышает. Таким образом, в южной Сибири теплый сезон длится с мая по середину октября, а холодный – с середины октября по апрель.⁵ 
 
 
 

   Вибрация: физиологическое  действие, допустимые уровни, способы защиты.

   Вибрацией называют небольшие механические колебания, возникающие в упругих телах  или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля.

   Параметры вибрации: частота v, амплитуда смещения, виброскорость v_в, виброускорение а_в. Основными параметрами является частота (измеряемая в Гц) и виброскорость v_в, измеряемая в м/с или дБ. Уровень виброскорости L_v(дБ) определяется по формуле

   L_v(дБ) = 20lg[v_в(м/с)/5*10^-6м/с]

   Вибрация  начинает ощущаться при v_в = 0,1 мм/с(26дБ), при v_в =1 м/с (106 дБ) она является крайне вредной, а при v_в = 4 м/с (118 дБ) – непереносимой. При частотах, превышающих 16 Гц, вибрация сопровождается шумом.

   В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрация подразделяется на общую (воздействие на все тело) и локальную (воздействие на отдельные  части тела, обычно руки или ноги. По направлению колебаний различают  вертикальную вибрацию, распространяющуюся в направлении, перпендикулярном поверхности  опоры человека, и горизонтальную, распространяющуюся в направлении, параллельном опорной поверхности. С технической точки зрения, вибрация бывает полезной, необходимой для  выполнения ряда технологических операций (виброинструмент), и вредной, возникающей  как следствие различных механических движений.

   Вибрация  относится к явлениям, обладающим высокой биологической активностью. Вибрация одного уровня, но несколько  разных частот, может весьма значительно  различаться по степени негативного  воздействия на человеческий организм. Дело в том, что некоторые вибрационные частоты могут совпадать (резонировать) с рядом биоритмов, так как характерные частоты для тела человека 6-9 Гц, для органов, расположенных в грудной полости, - 3-3,5 Гц, головы – 6 Гц, желудка – 8 Гц, глазного яблока 60 и 90 Гц.

   Вибрационная  патология занимает второе место  среди профессиональных заболеваний, особенно вызванных пылью. Рабочие  вибрационных профессий страдают головокружениями, расстройством координации движений, вестибулярного и зрительного аппарата. У лиц, подвергающихся постоянному  воздействию вибрации (шоферов, бульдозеристов, трактористов и др.), зачастую возникают  вегетативные расстройства нервной  системы, бессонница, быстрая утомляемость, боли в пояснице, конечностях и  желудке.

   В таблицу 4 приведены допустимые значения важнейших параметров вибрации для наиболее типичных октавных полос, взятые из СН2.2.4/2.1.8.556-96.

   Таблица 4.

   Допустимые  значения основных параметров вибрации

   Защита  от вибрации может осуществляться:

• Совершенствованием источников вредной вибрации за счет уменьшения динамических процессов, вызываемых ударами и столкновениями в движущихся деталях, а также прецизионной балансировкой;
• Виброгашением, осуществляемым  за счет использования различного рода амортизаторов. Примером является установка вибрирующего механизма на стальные пружины или толстую резины. Возможно использование индивидуальных амортизаторов, например, в виде обуви на толстой резиновой подошве. Возможен также иной способ виброгашения путем увеличения массы тела, подвергающейся воздействию вибрации, что может осуществляться, например, путем заливки основания вибрирующего механизма бетоном.⁶
• Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.
• Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.
• Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.
• Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.
• Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

  Длительность  работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками  так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется  делать перерывы на 20 мин через 1...2ч  после начала смены и на 30 мин  через 2 ч после обеда.

  Во  время перерывов следует выполнять  специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также  самомассаж конечностей.

  Если  вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего  с этой машиной ограничивают.

  Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные  комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (два раза в год комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.⁷

      От  неудовлетворительного состояния  дел с безопасностью жизнедеятельности  страна ежегодно несет большие человеческие, финансово-экономические, материальные и моральные потери. Обеспечение  безопасности производства и охраны труда работников – одна из самых  главных проблем национальной безопасности страны. На данный момент в нашей  стране на многих предприятиях не соблюдается  техника безопасности, а условия  труда благоприятными не назовешь. 
 
 
 
 

Практическая  часть

  Задача  №5/7.

  Город N расположен на левом низком берегу реки. На расстоянии R от города река перекрыта  плотиной ГЭС. При разрушении плотины  на город пошла волна попуска, приведшая к наводнению. Определить время прихода волны попуска  в город и ее высоту, а также  продолжительность прохождения  волны попуска. Объем водохранилища W, ширина прорана (участка прорыва  воды) В, глубина воды перед плотиной (глубина прорана) Н, средняя скорость движения волны попуска V. Что необходимо предпринять, если сообщение о  разрушении  плотины  поступило  в  середине  рабочего  дня?  Что нужно сделать, если подъем воды застал Вас дома? Какие  существуют способы защиты населения  от наводнений?