2. Гигиена труда и производственная санитария

Лекция 2. Метеоусловия в промышленных помещениях. Меры по созданию благоприятного микроклимата. Опасные и вредные производственные факторы.

Содержание лекции – ознакомить с основными параметрами микроклимата; понятиями опасных и вредных факторов, их воздействиями на человека, ознакомить работающих с методами защиты от этих факторов.

Цель лекции – научить оценивать состояние производственной среды в соответствии с требованиями, установленными нормативными документами для достижения здоровья и безопасных условий труда.

Микроклимат производственных помещений – это метеорологические условия их внутренней среды, которые определяются действующими на человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха, а также температуры поверхностей ограждающих конструкций, технологического оборудования и теплового облучения. Показателями, характеризующими микроклимат, являются: температура, относительная влажность и скорость движения воздуха, интенсивность теплового облучения. Микроклимат оценивают в рабочей зоне, представляющей собой пространство высотой до 2 м над уровнем мест постоянного или временного нахождения работников.

Оптимальные микроклиматические условия – это сочетания параметров микроклимата, которые при длительном систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение комфорта и создают предпосылки для высокой работоспособности.

Температура воздуха – оказывает существенное влияние на самочувствие и результаты труда. Низкая температура оказывает охлаждение организма и может способствовать возникновению простудных заболеваний. При высокой температуре возникает перегрев организма, что ведет к повышенному потовыделению и снижению работоспособности. В результате работник теряет внимание, что может стать причиной несчастного случая и привести к производственной травме.

Повышенная влажность воздуха затрудняет испарение влаги с поверхности кожи и легких, что ведет к нарушению терморегуляции организма и, как следствие, к ухудшению состояния человека и снижению работоспособности. При пониженной относительной влажности (менее 20 %) у человека появляется ощущение сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Скорость движения воздуха играет заметную роль в создании микроклимата в рабочей зоне. Человек начинает ощущать движение воздуха при скорости примерно 0,15 м/с, при этом действие воздушного потока зависит от его температуры. При температуре менее 36 С поток оказывает на человека освежающее действие, а при температуре более 40 С – неблагоприятное.

В зависимости от энергозатрат организма ГОСТ 12.1.005-76 предусматривает три категории работ. Допустимые значения параметров микроклимата в зависимости от категории выполняемой работы приведены в таблице 2. При пользовании данными таблицы 2 следует помнить, что в теплый период года среднесуточная температура воздуха составляет выше 10 С, в холодный период года - 10 С и ниже. Оптимальная относительная влажность колеблется в пределах 40-60 %.

Таблица 2 - Допустимые значения параметров микроклимата в холодный/теплый период года

Категория работы (энергозатраты организма, Дж/с)	Температура воздуха, С	Относительная влажность воздуха, %, не более	Скорость движения воздуха, м/с, не более
1 а (менее 138) 1 б (138-172) П а (172-232) П б (232-293) Ш (более 293)	21-25/22-28 20-24/21-28 17-23/18-27 15-21/16-27 13-19/15-26	75/55 при 28 С 75/60 при 27 С 75/65 при 26 С 75/70 при 25 С 75/75 при 24 С и ниже	0,1/0,1-0,2 0,2/0,1-0,3 0,4/0,2-0,5 0,4/0,2-0,5 0,5/0,2-0,6

Степень воздействия различных вредных веществ, получаемых в результате производственной деятельности на человека и окружающую среду, определяется классом их опасности – всего четыре класса, и они устанав-ливаются в зависимости от норм и показателей, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 - Нормирование показателей для классов опасности вредных веществ

Наименование	Норма для класса опасности
	1-го (чрезвычайно опасные)	2-го (высоко-опасные)	3-го (умерен-но опасные)	4-го (мало-опасные)
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м Средняя смертельная концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м	менее 0,1 менее 500	0,1-1,0 500-5000	1,1-10,0 5000-50 000	более 10,0 более 50 000

Предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ в воздухе называется концентрация, при которой ежедневное нахождение работника в течение восьмичасового рабочего дня (кроме выходных) или при иной продолжительности, но не свыше 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не вызывают заболеваний или отклонений состояния здоровья.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен быть непрерывным для веществ 1-го класса опасности и периодическим для веществ остальных классов. ПДК распространяются на все рабочие места (в помещениях, на открытых площадках и т.д.).

Для защиты работников от вредных веществ в случаях когда не удается полностью исключить попадание в воздух производственного помещения вредных веществ, используется вентиляция - организованный и регулярный воздухообмен в производственном помещении, обеспечивающий создание благоприятных метеорологических условий, а также заданный состав воздушной среды. В зависимости от сил, вызывающих перемещение воздуха, различают естественную и искусственную (механическую) вентиляцию.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и снаружи – теплового режима и воздействия ветрового напора. Она делится на неорганизованную (инфильтра-ция) и организованную (аэрация). Инфильтрация представляет собой обмен воздуха в помещении через щели и конструктивные неплотности здания, а также под влиянием ветрового напора. Аэрация осуществляется при помощи окон, форточек, вентиляционных каналов, дефлекторов. Естественная вентиляции проста в эксплуатации и экономична, но ее недостаток – приточный воздух вводится в помещение без изменения его температуры, влажности, и возможно содержание в нем дополнительной пыли.

При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется при помощи вентиляторов через систему воздуховодов. По принципу действия она может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной. В этом случае параметры воздуха могут целенаправленно изменяться и регулироваться.

Наиболее рациональным с точки зрения создания оптимальных параметров микроклимата является использование кондиционирующих установок. Кондиционирование воздуха – это создание и поддержание в рабочей зоне производственных помещений постоянных или изменяющихся по заданной программе параметров воздушной среды, которое осуществляется автоматически.

В качестве средств индивидуальной защиты (СИЗ) при неблагоприятном микроклимате используют производственную одежду - халаты, комбинезоны, резиновые фартуки, брюки. Кожу рук защищают с помощью пасты или крема, препятствующих всасыванию через кожу токсических веществ, масла, воды. Для защиты органов дыхания применяют фильтрующие и изолирующие приборы – респираторы, а также шланговые противогазы, очищающие воздух.

Согласно санитарным нормам на каждого работника должно быть подано свежего воздуха не менее 20 м /ч и не менее 30 м /ч, если объем помещения на одного работающего менее 20 м . При отсутствии вредных веществ, количество подаваемого воздуха в помещениях объемом более 40 м на одного работающего не регламентируется.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны систематически контролируют при помощи различных способов.

Лекция 3 Производственное освещение

Содержание лекции – ознакомить с основными светотехническими понятиями системы производственного освещения и методами расчета естественного и искусственного освещения.

Цель лекции – научить проектировать системы производственного освещения с учетом требований и норм по естественному и искусственному освещению.

Производственное освещение, требования и методы расчеты. Из общего объема информации человек получает через зрение 80-90 %. Качество поступившей информации во многом зависит от освещения – при недостаточном освещении наступает не только утомление зрения, но и утомление организма в целом. Нерациональное освещение может привести к травматизму из-за плохо освещенных опасных зон, светящихся источников света и бликов от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывают полную потерю ориентированности рабочих, снижается производительность труда и увеличивается брак продукции. Освещение промышленных предприятий может быть естественным, искусственным и совмещенным.

Естественное освещение осуществляется через окна (боковое освещение), световые фонари (верхнее) или комбинированное (одновременно через окна и фонари). Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенности (КЕО), определяемого по формуле

КЕО = , (2.1)

где Е - освещенность точки внутри помещения, лк;

Е - одновременная наружная освещенность горизонтальной поверхности рассеянным светом небосвода (без учета прямых солнечных лучей), лк.

Вся территория СНГ разделена на пять световых поясов в зависимости от величины коэффициента естественного освещения (КЕО). За базовую принима-ется КЕО третьего пояса, а для остальных поясов КЕО вычисляется по формуле

КЕО = КЕО mc , (2.2)

где m и c – коэффициенты светового и солнечного климата соответственно.

Качество естественного освещения оценивается равномерностью, при этом неравномерность не должна быть более чем 3:1 (отношение КЕО максимального к КЕО минимальному) в помещениях с верхним и боковым естественным освещением. Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем при недостаточном освещении рабочего места и по функциональному назначению делится на рабочее, дежурное, аварийное, эвакуационное и охранное. Рабочее освещение создает необходимые условия для нормальной трудовой деятельности человека. Дежурное освещение включается в рабочее время. Аварийное освещение включается при отключении рабочего освещения. Светильники аварийного освещения питаются от автономного источника и обеспечивают освещенность не менее 5 % рабочего освещения, но не менее: 2 лк на рабочих поверхностях в помещении и 1 лк на территории предприятия. Эвакуационное освещение включается для эвакуации людей из помещения при возникновении опасности. Оно устанавливается в производственных помещениях с числом работающих более 50, а также в помещениях общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в них могут одновременно находиться более 100 человек. Освещенность в помещениях должны быть 0,5 лк, вне помещения – 0,2 лк. Охранное освещение предусматривается вдоль границ охраняемых территорий и должно обеспечивать освещенность 0,5 лк.

По расположению источников света искусственное освещение делиться на общее, местное и комбинированное. При общем освещении светильники располагаются в верхней зоне, обеспечивая равномерную освещенность рабочего помещения. При местном освещении световой поток концентрируется непосредственно на рабочих местах. В этом случае освещенности рабочего места и окружающего пространства сильно различаются, создаются неблагоприятные условия труда, возрастает опасность травматизма. Использование одного местного освещения разрешается только для периодических работ. При комбинированном освещении к общему освещению добавляется местное.

В качестве источников света при искусственном освещении используются лампы накаливания и газоразрядные лампы. Основными характеристиками источников света являются номинальное напряжение, потребляемая мощность, световой поток, удельная световая отдача и срок службы.

Лампы накаливания просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, однако имеют малую световую отдачу (не более 20 лм/Вт) и неблагоприятный спектральный состав, в котором преобладают желтый и красный цвета при недостатке синего и фиолетового, что затрудняет цветоразличение.

Газоразрядные лампы имеют длительный срок службы (10 000 часов), большую световую отдачу (750 лм/Вт), малую яркость светящейся поверхности, лучший спектральный состав света. Их недостатки: пульсация светового потока из-за отсутствия инерционности лампы, неустойчивая работа при низких температурах и пониженном напряжении, более сложная схема включения. Причем пульсация светового потока может вызвать стробоскопический эффект, заключающийся в том, что вращающиеся части оборудования кажутся неподвижными или вращающимися в противоположном направлении.

Источник света (лампы) вместе с осветительной арматурой составляет светильник. Светильник обеспечивает крепление лампы, подачу к ней электрической энергии, предохранение от загрязнения, механического повреждения. Способность светильника предохранять глаза работающего от чрезмерной яркости источника характеризуется защитным углом.

Выбор параметров освещения рабочего места зависит от характера производимой работы. В зависимости от размеров объекта различения и расстояния предмета от глаз работающего все работы делятся на восемь разрядов.

Освещение рабочих помещений должно удовлетворять следующим условиям: уровень освещенности рабочих поверхностей должен соответствовать гигиеническим нормам для данного вида работы; должны быть обеспечены равномерность и устойчивость уровня освещенности в помещении, отсутствие резких контрастов между освещенностью рабочей поверхности и окружающего пространства; в поле зрения не должно создаваться блеска источниками света и другими предметами; искусственный свет, используемый на предприятиях, по своему спектральному составу должен приближаться к естественному.

Расчет системы освещения сводится к выбору вида освещения, определению типа и числа светильников. Наиболее простыми методами расчета систем освещения являются методы: коэффициента использования, точечный и удельной мощности.

Метод коэффициента использования заключается в определении коэффициента , равного отношению светового потока, подающегося на рабочую поверхность, к полному потоку осветительного прибора.

При проведении расчетов значения находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещений i) с их оптическими характеристиками (коэффициентом отражения потолка S, стен S, пола S).

Индекс помещений определяется по формуле

i = (B + A) / h (A+B), (2.3)

где A – длина помещения;

B – ширина помещения;

h - расчетная высота.

Необходимый поток каждого светильника определяется по формуле

Ф = E K S z / N , (2.4)

где E – заданная минимальная освещенность;

K - коэффициент запаса;

S – освещаемая площадь, м ;

z – коэффициент неравномерности освещения, равный 1,1-1,2;

N – число светильников (намеченное до расчета).

При расчете освещения лампами накаливания или ДРЛ предварительно надо наметить число светильников, разместив их по площади потолка равномерно. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа накаливания или ДРЛ. Допускается отклонение светового потока лампы не более чем на 10… +20%. При невозможности выбора лампы с таким приближением изменяют количество ламп.

При расчете люминисцентного освещения световой поток выбираемой лампы Ф известен и определено количество ламп в светильнике n

Ф = E K S z / n Ф . (2.5)

Делением общего числа светильников N на количество рядов определяется чиcло светильников в каждом ряду, а так как длина светильников известна, то можно найти всю длину светильников ряда. Если полученная длина близка к длине помещения, ряд получается сплошным, а если больше – увеличивают число рядов.

При использовании точечного метода при круглосимметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток лампы) в каждом светильнике равен 1000 лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Величина условной освещенности зависит от светораспределения светильника и геометрических размеров: расстояния от точки проекции освещающего ее светильника ( ) и высоты расположения светильника над уровнем освещаемой поверхности (h). Световой поток лампы в каждом светильнике определяется по формуле

Ф=1000 Е К / , (2,6)

где - коэффициент, учитывающий действие «удаленных» светильников, равный 1,1-1,2;

- суммарная условная освещенность в контрольной точке;

Е - освещенность отдельного светильника.

По полученному световому потоку выбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (-10…+20%).

Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности.

Удельная мощность – отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади ( Вт/м ).

Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах

Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.

Мощность общей лампы определяют по формуле

P = w S / N, (2.7)

где w - удельная мощность;

S - площадь помещения;

N - число светильников.

Если расчетная мощность лампы не равна стандартной мощности, то выбирается ближайшая по мощности стандартная лампа.

Лекция 4. Шум, вибрация, их воздействие на человека. Меры защиты. Нормирование.

Содержание лекции – приводятся опасные воздействия на человека шума и вибрации, их характеристики. Даются нормирования данных вредных факторов и меры защиты от них.

Цель лекции – дать знания по нормативной документации, по расчету уровни шума и вибрации на рабочих местах и рекомендаций по мерам защиты работающим от вредных факторов.

Защита от шума и вибрации. Развитие средств автоматизации и механизации производственных процессов связано с использованием оборудования, которое в процессе работы создает механические колебания, воздействие последних проявляется в различных формах в зависимости от их частоты, интенсивности и среды. Эти колебания подразделяются на шум и вибрацию. Колебания, передаваемые в слышимом диапазоне частот, воспринимаются человеком как звуки.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление, утомляет центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, в результате чего ослабляется внимание, увели-чивается количество ошибок в действиях работающего, снижается производи-тельность труда. Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16 … 20 000 Гц. Колебания ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

При звуковых колебаниях частиц среды в ней возникает переменное давление, которое называют звуковым давлением P. Распространение звуковых волн сопровождается переносом энергии, величина которой определяется интенсивностью звука I. Минимальное звуковое давление P и минимальная интенсивность звука I , различаемые слухом человека, называют пороговыми. Интенсивность едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызывающих болевые ощущения (болевой порог), отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни в логарифмических единицах, взятые по отношению к пороговым значениям P и I .

За единицу измерения уровней звукового давления принят децибел (дБ). Диапазон звуков воспринимаемых органом слуха человека находится в пределах - 0 … 140 дБ. Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение, а в 150 дБ к поражению слуха при любой частоте.

Уровень интенсивности звука определяется по формуле

lg(I/I ), (2.8) где

I - интенсивность звука в данной точке, Вт/м ;

I - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, равному 10 Вт/м ; при частоте 1000 Гц.

Уровень звукового давления определяется по формуле

L = 20 lg (P / P ), (2.9) где

P - звуковое давление в данной точке, Па;

P - пороговое звуковое давление, равное 2 Па.

Звуковые колебания различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на органы слуха человека. Наиболее благо-приятно воздействие звуков более высоких частот. По частоте шумы подразделяются на низкочастотные (максимум звукового давления в диапазоне частот ниже 400 Гц), среднечастотные (400…1000 Гц) и высокочастотные (свыше 1000 ГЦ).

Для определения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивают на октавные полосы частот, где верхняя граничная частота f равна удвоенной нижней частоте f , т.е.

f / f = 2 (2.10)

Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой

f = (2.11)

По характеру спектра шум подразделяется на широкополосный с непрерыв-ным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. По времени шум подразделяется на постоянный и непостоянный (колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный). Нормирование ведется в октавных полосах частот со средне-геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Для измерения на рабочих местах уровней шума в октавных полосах частот и общего уровня шума применяют различные типы шумоизмерительной аппаратуры. Наибольшее распространение получили шумомеры, состоящие из микрофона, воспринимающего звуковую энергию и преобразующую ее в электрические сигналы, усилителя, корректирующих фильтров, детектора и стрелочного индикатора со шкалой, измеряемой в децибелах.

За безопасный для здоровья принят уровень шума в 80 дБ, в таких условиях человек может трудиться 8 часов, т.е. полный рабочий день. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т.е. работа оказывается более тяжелой. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может вызвать три возможных исхода: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определенных частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту.

Вибрация представляет собой механические колебания в твердом теле. Колебания при низких частотах (3-100 Гц) с большими амплитудами (0,500,003 мм) человек воспринимает как вибрацию или сотрясения. При воздействии вибрации на организм важную роль играют анализаторы центральной нервной системы – вестибулярный, кожный и другие аппараты. Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на человека, снижает его производительность.

Вибрации могут быть непреднамеренными и специально используемые в технологических процессах. Вибрации характеризуются частотой и амплитудой смещения, скоростью и ускорением.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека 6…9 Гц, головы 6Гц, желудка 8 Гц, других органов – в пределах 25 Гц). Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Диапазон частот в 35…250 Гц является наиболее критическим для развития вибрационной болезни.

Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую и локальную. При гигиенической оценке двух видов вибрации следует иметь в виду, что санитарно – гигиенические требования и правила в первом случае включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором – в документацию на технологию проведения работ.

Для измерения шума и вибрации применяются виброметры и шумомеры с дополнительным приспособлением – предусилителем, устанавливаемым вместо микрофона. Широкое распространение получили приборы ВШВ – МММ 2 – измерители шума и вибраций.

Меры и средства защиты от шума и вибраций. Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения путем установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др.

Средствами индивидуальной защиты (СИЗ) от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность от СИЗ зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты от нее работаю-щих используют различные методы. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования – превращения энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью и т.п. широко применяют методы виброизоляции в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, стальных пружин и др. В качестве СИЗ работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов. Важным для снижения опасного воздействия на организм человека шума и вибрации является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие, как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног, витаминизация и др.).