Микроклимат производственных помещений. 8

Микроклимат производственных помещений

МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ — метеорологические  условия внутренней среды помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха  и теплового излучения; комплекс физических факторов, оказывающих влияние  на теплообмен человека с окружающей средой, на тепловое состояние человека и определяющих самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда. Показатели микроклимата: температура  воздуха и его относительная  влажность, скорость его движения, мощность теплового излучения.

Жизнедеятельность человека может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, что достигается  за счет системы терморегуляции и  деятельности др. функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной и систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмен. Для сохранения постоянной температуры тела организм должен находиться в термостабильном состоянии, которое оценивается по тепловому балансу. Тепловой баланс достигается координацией процессов теплопродукции и теплоотдачи. Микроклимат (далее — М.) по степени влияния на тепловой баланс человека подразделяется на нейтральный, нагревающий, охлаждающий.

Нейтральный микроклимат  при воздействии на человека в  течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма. Разность между  величиной теплопродукции Qм и суммарной теплоотдачей Qсум находится в пределах 2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%.

Охлаждающий микроклимат  — сочетание параметров, при котором  суммарная теплоотдача в окружающую среду Qсум превышает величину теплопродукции организма. Это приводит к образованию общего и (или) локального дефицита тепла в теле человека (> 2 Вт). Охлаждающий М. приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обусловливает возникновение заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистой системы.

При выраженном охлаждении растет число тромбоцитов и эритроцитов  в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови, что повышает возможность тромбообразования. Охлаждение человека (как общее, так и локальное) приводит к изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и способность выполнять точные операции, вызывает тормозные процессы в коре головного мозга, что может быть причиной возникновения различных форм травматизма. При локальном охлаждении кистей снижается точность выполнения рабочих операций. Работоспособность уменьшается на 1,5% при снижении температуры пальцев на каждый градус.

Хроническое охлаждение (в  т. ч. локальное) в процессе трудовой деятельности вызывает прежде всего "холодовые" нейроваскулиты, синдром Рейно, ангиотрофоневрозы. Симптомами хронического поражения холодом стоп и кистей являются снижение температуры кожи, нарушение тактильной чувствительности, увеличение показателей влажности, трофические расстройства. Влияние хронического охлаждения усугубляется воздействием локальной вибрации. При этом сокращаются сроки развития вибрационного поражения.

Нагревающий микроклимат  — сочетание параметров, при котором  имеет место изменение теплообмена  человека с окружающей средой, проявляющееся  в накоплении тепла в организме (> 2 Вт) и (или) в увеличении доли потерь тепла испарением влаги (> 30%). Воздействие  нагревающего М. также вызывает нарушение  состояния здоровья, снижение работоспособности  и производительности труда. Нагревающий  М. может привести к заболеванию  общего характера, которое проявляется  чаще всего в виде теплового коллапса. Он возникает вследствие расширения сосудов и уменьшения давления в  них крови. При этом температура  тела не слишком высокая. Обморочному  состоянию предшествует головная боль, чувство слабости, головокружение, тошнота. Кожа сначала краснеет, потом бледнеет и покрывается холодным потом. Частота сердечных сокращений увеличивается. Это состояние быстро проходит при отдыхе в прохладном месте.

Нагревающий М. является причиной болезней неинфекционного происхождения. Возникающее в этих условиях интенсивное  потоотделение сопровождается потерями солей и воды в организме. Увеличиваются  количество тромбоцитов в крови  и ее вязкость, уровень холестерина  в плазме крови, что повышает вероятность  тромбозов (в частности, мозговых артерий). Заболеваемость среди рабочих горячих  цехов в 1,2—2,1 раза выше, чем среди  рабочих, не подвергающихся постоянному  действию нагревающего М. Термическая  нагрузка в основных цехах металлургического  производства обусловливает 37% всех болезней органов дыхания и 39% заболеваний  органов пищеварения. Возникают  заболевания сердечно-сосудистой системы, связанные со значительным напряжением гемодинамики, проявляющиеся в виде стойких миокардиопатий, нейроциркуляторных дистоний по гипертоническому типу. Происходит интенсивное биологическое старение рабочих, труд которых связан со значительной тепловой и физической нагрузкой, особенно в возрастной группе от 50 лет. Наблюдаются головные боли, повышенная потливость и утомляемость. Выявлено достоверное повышение стандартизованных показателей смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Тепловой удар очень опасен. Даже при раннем выявлении каждый пятый случай является смертельным. При общем тепловом застое значительно  повышается температура тела, что  приводит к прямому повреждению  тканей, особенно в ЦНС. Тошнота и  рвота предшествуют шоковой стадии с глубокой потерей сознания, иногда сопровождающейся судорогами. Вследствие расстройства центра терморегуляции снижается  потообразование. Кожа горячая, сухая, сначала имеет красный цвет, а потом приобретает серую окраску. Смертность тем выше, чем выше температура тела. Особенно подвержены тепловым ударам лица, имеющие массу тела выше нормы. Существует линейная зависимость между ее превышением и относительной вероятностью смерти от теплового удара. Наибольшая частота тепловых ударов наблюдается у людей в возрасте 46 лет и старше. Относительно часто тепловые удары случаются с людьми и более молодого возраста (18—20 лет). В первые недели работы в нагревающей среде тепловые удары встречаются чаще, чем в последующие.

В результате солнечного удара  в первую очередь нарушаются функции  головного мозга из-за местного перегревания незащищенной от солнца головы. К тепловому  истощению может привести уменьшение влаги в организме. Уменьшение содержания влаги в теле человека на 1—2% от общей  массы не приводит к каким-л. существенным изменениям в организме (кроме возникновения  чувства жажды). С усилением обезвоживания  организма наступают такие явления, как сонливость, некоординированные движения и существенное снижение работоспособности. При дефиците влаги больше 10% массы тела наступает потеря сознания, иногда — состояние сильного возбуждения и смерть.

Определяют как тепловое состояние (ТС) функциональное состояние  человека, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, характеризующееся  содержанием и распределением тепла  в глубоких ("ядро") и поверхностных ("оболочка") тканях организма, а  также степенью напряжения механизмов терморегуляции.

Показатели теплового состояния:

- температура кожи (средневзвешенная и локальная);

- температура "ядра" тела;

- средняя температура тела;

- изменение теплосодержания в организме;

- величина влагопотерь;

- изменение частоты сердечных сокращений;

- теплоощущение.

Разработаны классификация  ТС (оптимальное, допустимое, предельно  допустимое, недопустимое) и метод  его оценки в целях обоснования  гигиенических требований к М. рабочих  мест, а также меры профилактики охлаждения и перегревания работников. По степени влияния на самочувствие человека, его работоспособность  микроклиматические условия подразделяются на оптимальные, допустимые, вредные  и опасные.

Оптимальные микроклиматические условия характеризуются такими параметрами показателей М., которые  при их сочетанном воздействии на человека в течение рабочей смены  обеспечивают оптимальное ТС организма. В этих условиях напряжение терморегуляции минимально, общие и (или) локальные  дискомфортные теплоощущения отсутствуют, что позволяет сохранять высокую работоспособность.

Допустимые микроклиматические условия характеризуются такими параметрами показателей М., которые  при их сочетанном действии на человека в течение рабочей смены могут  вызывать изменение ТС. Это приводит к умеренному напряжению механизмов терморегуляции, незначительным дискомфортным  общим и (или) локальным теплоощущениям. При этом сохраняется относительная термостабильность, может иметь место временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но не нарушается здоровье (в течение всего периода трудовой деятельности). Допустимы такие параметры М., которые при их совместном действии на человека обеспечивают допустимое ТС организма.

Вредные микроклиматическис условия — параметры М., которые при их сочетанном действии на человека в течение рабочей смены вызывают изменения ТС организма: выраженные общие и (или) локальные дискомфортные теплоощущения, значительное напряжение механизмов терморегуляции, снижение работоспособности. При этом не гарантируется термостабильность организма человека и сохранение его здоровья в период трудовой деятельности и после ее окончания. Степень вредности М. определяется как величинами его составляющих, так и продолжительностью их воздействия на работающих (непрерывно и суммарно за рабочую смену, за период трудовой деятельности).

Опасные (экстремальные) микроклиматические условия — параметры М., которые  при их сочетанном действии на человека даже в течение непродолжительного времени (менее 1 ч) вызывают изменение  ТС, характеризующееся чрезмерным напряжением  механизмов терморегуляции, что может  привести к нарушению состояния  здоровья и возникновению риска  смерти.

Нормативные требования к  отдельным показателям М., их сочетаниям, разработанные на основе изучения теплообмена  и ТС человека в микроклиматических камерах и в производственных условиях, а также на основе клинических  и эпидемиологических исследований, изложены в СанПиН 2.2.4.548—96.

В производственных помещениях, где допустимые нормативные величины М. поддерживать не представляется возможным, необходимо проводить мероприятия  по защите работников от возможного перегревания и охлаждения. Это достигается  различными средствами:

- применением систем местного кондиционирования воздуха;

- использованием индивидуальных средств защиты от повышенной или пониженной температуры;

- регламентацией периодов работы в неблагоприятном М. и отдыха в помещении с М., нормализующим ТС;

- сокращением рабочей смены и др.

Профилактика перегревания работников в нагревающем М. включает следующие мероприятия:

- нормирование верхней границы внешней термической нагрузки на допустимом уровне применительно к 8-часовой рабочей смене;

- регламентация продолжительности воздействия нагревающей среды (непрерывно и за рабочую смену) для поддержания среднесменного ТС на оптимальном или допустимом уровне;

- использование специальных СКЗ и СИЗ, уменьшающих поступление тепла извне к поверхности тела человека и обеспечивающих допустимое ТС работников.

Защита от охлаждения осуществляется посредством одежды, изготовленной  в соответствии с требованиями ГОСТ 29335—92 и 29338—92 "Костюмы мужские  и женские для защиты от пониженных температур. Технические условия". Для уменьшения теплопотерь могут быть использованы также локальные источники тепла, обеспечивающие сохранение должного уровня общего и локального теплообмена организма. Применение одежды не исключает соблюдения должной регламентации времени работы в неблагоприятной среде, а также общего режима труда, утвержденного соответствующим предприятием и согласованного с органами ГСЭН. Для нормализации ТС организма регламентируют продолжительность непрерывного пребывания на холоде и продолжительность пребывания в помещении с комфортными условиями.

Микроклимат производственных помещений

Содержание

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 б ? коэффициент конвекции , ;

S ? площадь теплоотдачи,  м2 

t ? температура источника, ?С;

tв ? температура окружающего воздуха, ?С.

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

где S ? поверхность излучения, м2;

ф ? время, с;

C1-2 ? коэффициент взаимного  излучения, ;

И ? 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 ?С). 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).

В соответствии с этим ГОСТом различают холодный и перехолодный периоды года (со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 ?С), а также теплый период года (с температурой +10 ?С и выше). Все категории выполняемых работ подразделяются на: легкие (энергозатраты до 172 Вт), средней тяжести (энергозатраты до 172?293 Вт) и тяжёлые (энергозатраты более 293 Вт). По количеству избыточного тепла производственные помещения делятся на помещения с незначительными избытками явной теплоты (Qя.т. ? 23,2 Дж/м3•с) и помещения со значительным избытками явной теплоты (Qя.т. > 23,2 Дж/м3•с). Производственные помещения с незначительными избытками явной теплоты относятся к “холодным цехам”, а со значительными ? к “горячим”.

Для поддержания нормальных параметров микроклимата в рабочей  зоне применяют: механизацию и автоматизацию  технологических процессов, защиту от источников теплового излучения, устройство систем вентиляции, кондиционирования  воздуха и отопления. Важное место  имеет и правильная организация  труда и отдыха работников, выполняющих  трудоёмкие работы в горячих цехах.

Механизация и автоматизация  производственного процесса позволяет  резко снизить трудовую нагрузку на работающих (массу поднимаемого и перемещаемого вручную груза, расстояние перемещения груза, уменьшить  переходы, обусловленные технологическим  процессом), вовсе убрать человека из производственной среды, переложив  его трудовые функции на автоматизированные машины и оборудование. Для защиты от теплового излучения используют различные теплоизолирующие материалы, устраивают теплозащитные экраны и  специальные системы вентиляции (воздушное душирование). Теплозащитные средства должны обеспечивать тепловую облучённость на рабочих местах не более 350 Вт/м2 и температуру поверхности оборудования не выше 35 ?С при температуре внутри источника тепла до 100 ?С и не выше 45 ?С ? при температуре внутри источника тепла выше 100 ?С.

Основной показатель, характеризующий  эффективность теплоизоляционных  материалов, низкий коэффициент теплопроводности, который составляет для большинства  из них 0,025?0,2 Вт/м•К.

Для теплоизоляции используют различные материалы, например, асбестовую ткань и картон, специальные бетон  и кирпич, минеральную и шлаковую вату, стеклоткань и др. В качестве теплоизоляционных материалов для  трубопроводов пара и горячей  воды, а также для трубопроводов  холодоснабжения, используемых в промыленных холодильниках, могут быть использованы материалы минеральной ваты.

Теплозащитные экраны используют для локализации источников теплового  излучения, снижения облученности на рабочих  местах, а также для снижения температуры  поверхностей.

Для количественной характеристики защитного действия экрана используют следующие показатели: кратность  ослабления теплового потока (m); эффективность действия экрана (зэ). Эти характеристики выражаются следующими зависимостями:

где Е1 и Е2 ? интенсивность  теплового облучения на рабочем  месте соответственно до и после  установки экранов, Вт/м².

Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. Теплоотражающие экраны изготавливаются  из алюминия или стали, а также  фольги или сетки на их основе. Теплопоглощающие экраны представляют собой конструкции  из огнеупорного кирпича, асбестового  картона или стекла. Теплоотводящие экраны ? это полые конструкции, охлаждаемые  изнутри водой.

Своеобразным теплоотводящим прозрачным экраном служит так называемая водяная завеса, которую устраивают у технологических отверстий  промышленных печей и через которую  вводят внутрь печей инструменты, обрабатываемые материалы, заготовки и др.

3. Создание требуемых параметров микроклимата

3.1 Системы вентиляции

Для создания требуемых параметров микроклимата в производственном помещении  применяют системы вентиляции и  кондиционирования воздуха, а также  различные отопительные устройства. Вентиляция представляет собой смену  воздуха в помещении, предназначенную  поддерживать в нем соответствующие  метеорологические условия и  чистоту воздушной среды.

Вентиляция помещений  достигается удалением из них  нагретого или загрязненного  воздуха и подачей чистого  наружного воздуха. Общеобменная вентиляция, предназначенная для обеспечения заданных метеорологических условий осуществляет смену воздуха во всём помещении. Она предназначена для поддержания требуемых параметров воздушной среды во всём объёме помещения. Схема такой вентиляции представлена внизу (рисунок 2).