Метеорологические условия на промышленных предприятиях

Метеорологические условия на промышленных предприятиях

Реферат з БЖД на тему:

Метеорологические условия производственной среды

Микроклимат производственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности, подвижности  воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловым излучением. Параметры  микроклимата определяют теплообмен организма  человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние  различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих  факторов, определяющих метеорологические  условия производственной среды.

Высокие температуры  оказывают отрицательное воздействие  на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Длительное воздействие  высокой температуры, особенно в  сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному  накоплению тепла в организме (гипертермии). При гипертермии наблюдается  головная боль, тошнота, рвота, временами  судороги, падение артериального  давления, потеря сознания.

Действие теплового  излучения на организм имеет ряд  особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей  различной длины проникать на различную глубину и поглощаться  соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению  температуры кожи, увеличению частоты  пульса, изменению обмена веществ  и артериального давления, заболеванию  глаз.

При воздействии  на организм человека отрицательных  температур наблюдается сужение  сосудов пальцев рук и ног, кожи лица, изменяется обмен веществ. Низкие температуры воздействуют также  и на внутренние органы, и длительное воздействие этих температур приводит к их устойчивым заболеваниям.

Параметры микроклимата производственных помещений зависят  от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий  отопления и вентиляции.

Тепловое излучение (инфракрасное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами. Интенсивность теплоизлучения измеряется в Вт/м2. Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но, поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую, вызывая их нагревание. Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело.

Метеорологические условия для рабочей зоны производственных помещений регламентируются ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей  зоны" и Санитарными нормами  микроклимата производственных помещений (СН 4088-86).

Принципиальное значение в нормах имеет раздельное нормирование каждого компонента микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха. В рабочей зоне должны обеспечиваться параметры микроклимата, соответствующие  оптимальным и допустимым значениям.

Борьба с неблагоприятным  влиянием производственного микроклимата осуществляется с использованием технологических, санитарно-технических и медико-профилактических мероприятий.

В профилактике вредного влияния высоких температур инфракрасного  излучения ведущая роль принадлежит  технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических  процессов и оборудования, автоматизация  и механизация процессов, дистанционное  управление.

К группе санитарно-технических  мероприятий относятся средства локализации тепловыделений и теплоизоляции, направленные на снижение интенсивности  теплового излучения и тепловыделений от оборудования.

Эффективными средствами снижения тепловыделений являются:

покрытие нагревающихся  поверхностей и парогазотрубопроводов теплоизоляционными материалами (стекловата, асбестовая мастика, асботермит и др.); герметизация оборудования; применение отражательных, теплопоглотительных и теплоотводящих экранов; устройство вентиляционных систем; использование индивидуальных средств защиты. К медико-профилактическим мероприятиям относятся: организация рационального режима труда и отдыха; обеспечение питьевого режима; повышение устойчивости к высоким температурам путем использования фармакологических средств (прием дибазола, аскорбиновой кислоты, глюкозы), вдыхания кислорода; прохождение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать задержку тепла - предупреждение выхолаживания производственных помещений, подбор рациональных режимов  труда и отдыха, использование  средств индивидуальной защиты, а  также мероприятия по повышению  защитных сил организма.

1. Основные понятия  и определения

Метеорологические условия на производстве или микроклимат  определяют следующие параметры: температура  воздуха в помещении, °С; относительная  влажность воздуха, %; подвижность  воздуха, м/с; тепловое излучение, Вт/м2. Эти параметры отдельно и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие.

Температура воздуха  в помещении зависит в основном от производственного процесса, при  осуществлении которого, как правило, всегда выделяется теплота. Источниками  теплоты являются печи, котлы, паропроводы, газоходы и пр. Она выделяется при  сжигании топлива, при нагреве, расплавлении или обжиге материалов, а также при переходе электрической энергии в тепловую, при трении движущихся частей машин и т. п. В теплое время года добавляется еще и теплота солнечного излучения.

Передача теплоты  от нагретых поверхностей и предметов  совершается различными путями, поэтому  теплота, выделяющаяся в производственных помещениях, оказывает неодинаковое влияние на температуру воздуха  в рабочей зоне и на самочувствие работающих.

Тела более нагретые отдают теплоту менее нагретым тремя  путями: теплопередачей (теплопроводностью) - при непосредственном контакте тел; конвекцией, т. е. передачей теплоты  окружающему воздуху, который, нагреваясь, отдает его холодным поверхностям, около которых холодный воздух охлаждается; лучеиспусканием, или тепловой радиацией.

В производственном помещении передача теплоты осуществляется в основном конвекцией и лучеиспусканием. Передача теплоты конвекцией зависит  от формы и состояния поверхности, от температуры окружающего воздуха (вернее, от разницы температур нагретого  тела и охлаждающего его воздуха) и от скорости движения воздуха вдоль  нагретой поверхности. Передача теплоты  лучеиспусканием зависит от температуры  поверхности и степени ее черноты: темные шероховатые поверхности  излучают теплоты больше, чем гладкие, блестящие. От температуры воздуха  передача теплоты излучением не зависит.

Лучистая энергия  не поглощается окружающим воздухом, она превращается в тепловую энергию  в поверхностных слоях облучаемого  тела. Потоки тепловых излучений состоят  главным образом из инфракрасных лучей (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Температурные  и волновые характеристики источников излучения

Относительная влажность (отношение содержания водяных паров  в 1 м3 воздуха к их максимально  возможному содержанию) характеризует  влажность воздуха при определенной температуре. Влажность воздуха  влияет на теплообмен в организме  человека— в основном на отдачу теплоты испарением. Средний уровень относительной влажности 40—60% соответствует условиям метеорологического комфорта при покое или при очень легкой физической работе.

Подвижность воздуха (скорость движения), увеличивая интенсивность  испарения, может иметь положительное  значение с точки зрения физического  охлаждения лишь до температуры воздуха 35—36 °С. При дальнейшем повышении температуры окружающей среды единственным путем теплопередачи является испарение. Однако при повышении температуры свыше 40 °С движение даже относительно сухого воздуха может оказаться неблагоприятным фактором. Горячий воздух отдает теплоту телу, и подвижность воздуха в этом случае приводит не к охлаждению, а, наоборот, к нагреванию.

Если некоторые  из поверхностей, окружающих человека, имеют высокую температуру, то определенные поверхности кожи и одежды интенсивно облучаются тепловыми лучами и поглощают  их, что может вызвать перегревание организма. Количество теплоты q, воспринимаемое таким путем 1 м2 облучаемой поверхности в час, определяется выражением:

если   

если I F

,

где F— излучающая поверхность, м2; t— температура излучающей поверхности, 0С;

 — расстояние между поверхностью и  человеком, м.

Действие микроклимата на человека. Обмен веществ в организме  человека, протекающий в клетках  и тканях, сопровождается образованием тепла, часть которого отдается наружу. В обычных условиях в организме  человека поддерживается постоянное соотношение  между приходом и расходом тепла, поэтому температура тела сохраняется  на уровне, необходимом для нормального  осуществления жизненных процессов. Такое соотношение поддерживается в организме человека благодаря  функции терморегуляции и в том  случае, если температура окружающего  воздуха меняется. Поддержание температуры  тела человека на определенном уровне (36—37°С) является сложной функцией, которая обеспечивается совместным действием химической и физической терморегуляции, т. е. систем, регулирующих обмен веществ и теплообразование, с одной стороны, и кровоснабжение кожи, потоотделение и дыхание, с  другой стороны.

При изменении влажности  и температуры воздуха теплоотдача  с поверхности тела человека будет  неодинаковой. При этом потребность  организма в теплоотдаче бывает неодинаковой и зависит от интенсивности  нагрева тела человека в связи  с разной интенсивностью работы и  теплоизлучений от посторонних источников тепла, а также от влажности окружающей среды. Определенное соотношение перечисленных  факторов должно создавать условия  комфорта, т. е. обеспечивать такие соотношения  температуры, влажности и скорости движения воздуха, при которых человек  затрачивает минимум энергии  для терморегуляции организма и  имеет минимальную нагрузку на сердечно-сосудистую систему. Это обеспечивает постоянную температуру тела человека при разных условиях окружающей среды.

Например, установлено, что при температуре 16—20 0С высокая  влажность воздуха не оказывает  особого влияния на организм человека, но она очень тяжело переносится  при температуре 30 0С и выше (рис. 1.1). Движение воздуха в зависимости  от его скорости может улучшать или  ухудшать самочувствие человека. Так как и температура, и влажность, и скорость движения окружающего воздуха влияют на теплообмен, при оценке влияния метеорологических факторов на человеческий организм необходимо учитывать их комплексное воздействие.

Теплоотдача человеческого  организма совершается теми же путями, что и любого нагретого тела (излучением, конвекцией, испарением), причем соотношение  этих путей изменяется в зависимости  от окружающих условий (рис. 1.2).

При выполнении работы обмен веществ в организме  усиливается, увеличивается и его  теплопродукция, следовательно, требуется  более интенсивная отдача теплоты  в окружающую среду, иначе может  наступить накопление теплоты, повышение  температуры тела, которое ведет  к ухудшению самочувствия человека и к заболеваниям.

Рис. 1.1. Схема влияния  температуры и влажности воздуха  на человека

Рис. 1.2. Схема теплоотдачи  организма при разных температурах окружающего воздуха:

а - излучением и конвекцией;

б - испарением

Нарушения теплового  баланса вызывают тепловую гипертермию, или перегрев. Температура тела в  тяжелых случаях достигает 40—41 0С  и выше, наступает обильное потоотделение, значительно учащается пульс  и дыхание, появляется шум в ушах, иногда помрачается сознание. Меры первой помощи сводятся в основном к предоставлению заболевшему условий, способствующих восстановлению теплового баланса: покой, прохладные души, ванны.

2. Нормирование метеорологических  условий

На параметры метеорологических  условий на производстве влияют следующие  факторы:

температура наружного  воздуха - для холодного и переходного  периода года ниже +10°С, для теплого - выше +10°С;

избыток явной теплоты (теплоты, воздействующей на изменение  температуры в помещении);

категория выполняемых  работ, которые по тяжести подразделяются на легкие, работы средней тяжести  и тяжелые (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Нормы  температуры, относительной влажности  и скорости движения воздуха в  рабочей зоне производственных помещений

3. Защита от ненормальных  метеорологических условий

Оптимальный микроклимат  в помещении обеспечивает поддержание  теплового равновесия между организмом и окружающей средой. Поддержание  на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат,—температуры, влажности и подвижности воздуха — может осуществляться кондиционированием или с большими допусками вентиляцией. Но вентиляция и даже кондиционирование воздуха не защищают от теплового излучения (лучистой теплоты).

Меры защиты от теплового  излучения, которые имеют особое значение в горячих цехах промышленных предприятий, можно разделить на следующие четыре группы: устраняющие  источник тепловыделений; защищающие от теплового излучения; облегчающие  теплоотдачу тела человека и меры индивидуальной защиты. Источники тепловыделений могут устраняться при изменении  технологии (например, замене пламенных  печей электрическими), при автоматизации и механизации ручного труда, сокращении длины паропроводов и. газоходов и т. п. Защита от прямого действия теплового излучения осуществляется в основном экранированием — установкой термического сопротивления на пути теплового потока. Экраны весьма разнообразны, но по принципу их действия они делятся на поглощающие и •о т р а ж а ю щ и е лучистую теплоту и могут быть стационарными н подвижными. Экраны не только защищают от тепловых излучений, но и предохраняют от воздействия искр, выплесков расплавленного металла, окалины и шлака.

Отражающие экраны выполняются из кирпича, алюминия, жести, асбеста, алюминиевой фольги (альфоль) на асбесте пли металлической сетке ч из других материалов. Экраны могут быть одно- и многослойными, причем свободный просос воздуха между слоями увеличивает эффективность экранирования. Расчет отражающего экрана производится по формуле:

^:=7,/7-э,

где i.i—заданное относительное снижение температуры, "С; Тк—температура источника излучения, "С; Ту—заданная температура экрана, которая определяется следующим выражением:

Ts=f^+aPfta,

где /„—температура воздуха, °С; Р—интенсивность облучения, Вт/м2; а—коэффициент теплопоглощения материала экрана; а—удельная теплоотдача материала экрана, Вт/^-град).

Теплозащитные характеристики экранов из различных материалов приведены на рис. 2.1.

Поглощающие экраны представляют собой завесы, а также  щиты и экраны из малотеплопроводных материалов. Завесы устанавливаются  против излучающих проемов и выполняются  либо из мелких металлических цепей, снижающих лучистый поток на 60—70%, либо из водяной пленки, поглощающей  до 90% тепловых излучений и пропускающей видимые излучения. Уравнение поглощения лучистой энергии какой-либо средой имеет вид:

Р=^е-",

где Р, Pa—мощность лучистого потока в данной точке при наличии и отсутствии завесы, Вт/см2, б—коэффициент ослабления средой (для воды=1,3 1/мм): /— толщина завесы, мм.

Для улучшения теплоотдачи  обычно нет необходимости создавать  определенные метеорологические условия  во всем объеме горячего цеха; такие  условия обеспечиваются на отдельных  рабочих местах. Это осуществляется путем создания оазисов и душей. Воздушный оазис - огороженный с  боков щитами и открытый сверху объем  в цехе, куда подается охлажденный  воздух. Воздушный душ подает на рабочее место через воздухораспределитель  воздух, имеющий заданные параметры.

При температуре  в помещении выше -}-28°С и, интенсивности облучения 210 Вт/м2 необходимое охлаждение воздуха достигается введением в воздушную струю распыленной воды. Такой душ называют водо-воздушным.

Индивидуальная защита в горячих цехах достигается  спецодеждой, выполненной из невоспламеняемого, стойкого против воздействия лучисто» теплоты, прочного, мягкого и воздухопроницаемого  материала. В зависимости от требований защиты костюм выполняется из сукна, брезента, синтетического волокну, химически обработанных с металлическим покрытием тканей. Под пневматический комбинезон подается воздух из шлангового прибора пли от сети сжатого воздуха.

Рис. 6.3. Теплозащитные  характеристики экранов

I—без экрана; 1—асбест; 3 — яятныД альфоль; 4 — альсЬоль на асбесте

Голову от перегревов и ожогов защищают шляпой из войлока, фетра или грубошерстного сукна. Костюм дополняет специальная, стойкая  к повышенной температуре и облучению  обувь и рукавицы.

Глаза от воздействия  лучистой энергии защищают очками со светофильтрами, спектральное поглощение которых соответствует спектру  лучистого потока. При температурах источников 'до 1800°С используют синие стекла СС11, при температурах более высоких—темные: ТС2, ТСЗ. Очки крепятся к козырьку или полям головного убора.

На горячих производствах  существенное значение имеет питьевой режим и режим отдыха. Для восстановления водного баланса в организме  рабочих снабжают подсоленной (0,2% поваренной соли), газированной водой из расчета 4—5 л на человека в смену.

Такая вода хорошо утоляет  жажду, так как при добавлении соли ткани организма лучше удерживают воду.

При работах с  высокой концентрацией излучаемой теплоты в течение смены устраиваются перерывы, частота и длительность которых определяется условиями  и тяжестью работы. Во время перерывов  рабочие отдыхают в специально оборудованных  местах отдыха—закрытых кабинах или огороженных местах, где обеспечивается заданный благоприятный микроклимат.

Список  литературы

Е. А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин «Экология»

Издательский дом  «Дрофа» 1995

Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» ММП «Экоцентр», КРУК 1994