2. Микроклимат в производственныхпомещениях

Микроклимат в производственных помещениях характеризуется следующими пара- метрами: температурой воздуха, относительной влажностью, скоростью движения воздуха. Кроме этих параметров, являющихся основными, есть еще один параметр – атмосферное давление, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кисло- рода и азота), а следовательно, и на процесс дыхания.

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давле- ний – 734-1267 ГПа (550 – 950 мм рт.ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 ГПа (760 мм рт.ст.) вызывает болезненное ощущение.

Важным параметром микроклимата является температура окружающей среды. Вели- чина тепловыделений организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).

Установлено, что при температуре воздуха более 30С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать несколько минут без специ- альных средств защиты, около 116С.

Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способству- ющие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет со- хранить температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5С.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повы- шенная влажность (относительная влажность воздуха более 85%) затрудняет терморегуля- цию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность (относительная влаж- ность воздуха менее 20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей. Оптимальные величины относительной влажности воздуха составляют 40-60%.

Движение воздуха в помещениях также является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблаго- приятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.

Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 – 0,5 м/с, а ле- том – 0,2-1,0 м/с (в зависимости от категории работ по степени тяжести). В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3,5м/с.

Скорость воздуха оказывает также влияние на распределение вредных веществ в по- мещении. Воздушные потоки могут распространять их по всему объему помещения, пере- водить пыль из осевшего состояния во взвешенное. В ряде случаев относительно высокая скорость движения воздуха (более 0,3-0,5 м/с) может мешать технологическому процессу, например при сварке в среде защитных газов.

В естественных условиях на поверхности Земли параметры метеоусловий изменяются в существенных пределах. Так, температура окружающей среды изменяется от –88 до + 60С; подвижность воздуха – от 0 до 100 м/с; относительная влажность – от 10 до 100% и атмосферное давление – от 680 до 810 ммрт.ст.

Могут меняться в довольно широких пределах и параметры микроклимата в производ- ственных помещениях.

Нормальные для определенного вида деятельности теплоощущения человека характе- ризуются уравнением теплового комфорта

Q_т= Q_k+ Q_{изл+Qисп,} (17.1)

где Q_т, Вт – количество тепла, вырабатываемое организмом человека; Q_k– отдача теп- ла конвекцией; Q_изл- отдача тепла излучением; Q_исп- отдача тепла за счѐт испарения влаги с поверхностикожи.

Для человека, находящегося в нормальных условиях в состоянии покоя, процентное соотношение между этими видами теплоотдачи выражается следующими цифрами: 45/30/25.

Теплота, передающееся конвекцией – движущимися потоками воздуха, пара или жид- кости, определяется по формуле

Q_кF (t_тt_в), (17.2)

где α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, вт/(м²·град.); F - площадь поверхности тела, м²; t_т, t_в- температура тела и воздуха.

Конвективная отдача тепла зависит от скорости движения и температуры воздуха. Отдача тепла излучением определяется по формуле

Q Ft^4t^4, (17.3)

изл m в

где δ – приведенный коэффициент излучения, Вт/(м²·К⁴): для хлопчатобумажной тка- ни δ = 4,2·10^-8, для шерсти и шелка δ = 4,3·10^-8, для кожных покровов человека δ = 5,1·10^-8.

Отдача тепла излучением осуществляется интенсивными инфракрасными лучами, ко- торые непосредственно воздуха не нагревают, но при поглощении их твердыми телами лу- чистая энергия переходит в тепловую.

Отдача тепла за счѐт испарения влаги с поверхности кожи

^Q_исп^{0,655q1k}_mл^{, (17.4)}

где q – интенсивность выделения пота, г/ч, определяемая взвешиванием человека; k_mл

• коэффициент пересчета теплоотдачи через легкие, зависящий от температуры окружаю- щего воздуха: при 0^оС k_mл=0,43, при 18^оС k_mл=0,3, при 28^оС k_mл=0,23, при 35^оС k_mл=0,035, при 45^оСk_mл=0,015.

Отдача тепла за счѐт испарения влаги зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела ещѐ и от скорости его движения.

Параметры микроклимата, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в ор- ганизме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуля- ции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом и нет напряжения системы терморе- гуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состоя- ние человека нарушается, называется дискомфортными.

Переохлаждениеначинается, когда теплопотери становятся больше теплопродукции организма, а система терморегуляции не справляется с этими изменениями.

^(Qк^Qизл.^Qисп.^)Qт

(17.5)

В результате переохлаждения наблюдаются отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, замедленные движения, угнетение психики, потеря сознания.

Санитарными нормами допускается температура в производственных помещениях НЕ НИЖЕ 13°С (при тяжелых работах).

Перегревнаблюдается в том случае, когда внешняя теплота Q_в.т.суммируется с тепло- продукцией организма, и эта сумма превышает величину теплопотерь.

(Q_тQ_в.т)(Q_кQ_изл.Q_исп.)

(17.6)

При перегреве возможны головная боль, снижение артериального давления, тошнота, потеря сознания (тепловой или солнечный удар).

При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой диском- фортности устанавливаются допустимые параметры микроклимата.

Нормы параметров микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.005 – 88) и Санитарными правилами, и нормами (СанПиН 2.2.4.548-96). Они едины для всех производств и всех климатических зон.

В этих нормах отдельно нормируются все параметры микроклимата в производствен- ных помещениях: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в за- висимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, ин- тенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный периоды года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат орга- низма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику про- изводственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по кате- гории работ, выполняемых 50% работающих и более в соответствующем помещении.

К легким работам (категория I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, вы- полняемые сидя и стоя, не требующие систематического напряжения (в частности, контор- ские работы). Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140 –174 Вт).

К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175-232 Вт (категория IIа) и 233-290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с ходьбой, выполняемые сидя или стоя, но не требующие перемещения тяжестей, в катего- рию IIб – работы, связанные с ходьбой и переноской небольших тяжестей (до 10 кг).

К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным пере- движением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей.

По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздейству- ющая на изменение температуры воздуха в помещении, а избытком явной теплоты – раз- ность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении. Незначительные избытки явной теплоты – это избытки теплоты, не превыша-

ющие 23 Вт на 1 м³внутреннего объема помещения. Помещения со значительными избыт- ками явной теплоты характеризуются избытками теплоты более 23 Вт/м.

В рабочей зоне производственного помещения согласно СанПиН 2.2.4.548-96 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия (прил. 1). Оп- тимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощуще- ние комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микро- климатические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при дли- тельном и систематическом воздействии на человека может вызвать напряжение реакций терморегуляции и которое не выходит за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособ- ности.

Методы снижения неблагоприятного воздействия производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» и осуществляются комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико- профилактических мероприятий.

Улучшение микроклиматав холодный периодгода достигается применением тепло- изолирующих материалов и систем отопления (паровые, водяные, воздушные, электриче- ские, топливные). Цель отопления - компенсировать потери теплоты.

В теплый периоднормализация микроклимата достигается использованием вентиля- ции и систем кондиционирования воздуха (СКВ). СКВ обеспечивает для человека опти- мальный микроклимат.

Мероприятия по защите от высоких температур и лучистого тепла проводятся в направлении:

ограничения поступления тепла в помещение и ограничение тем самым воздействия тепла на работающих;

теплоизоляции горячих поверхностей; экранирования тепловых излучений; применения воздушного душирования; использования средств индивидуальной защиты; применения специального питьевого режима; рациональной организации труда иотдыха.

При низких температурах, особенно в сочетании с высокой скоростью движения воз- духа, вводят дополнительные перерывы для обогрева работающих, продолжительность ко- торых должна быть достаточна для восстановления работоспособности. Температуру в по- мещениях для обогрева поддерживают в пределах 22…24^оС (несколько выше значений, предусмотренных для санитарно-бытовых помещений).