Лекция 8. Микроклимат производственных помещений. Вентиляция

1. Микроклимат производственных помещений 1

2. Защита от избыточного тепла и теплового (инфракрасного) излучения. 4

3. Вентиляция производственных помещений. 5

3.1. Системы вентиляции 5

3.2 Требования к вентиляционным системам. 6

3.3 Расчет необходимого количества воздуха, при общеобменной вентиляции. 6

1. Микроклимат производственных помещений

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Уравнение теплового баланса можно записать в следующем виде:

Q = Q_Т + Q_К + Q_И + Q_ИСП + Q_ВОЗД , (1)

где Q – количество теплоты, выделяемой человеком, Q_Т - теплота, отдаваемая в окружающую среду путем теплопередачи через одежду, Q_К – теплота, отдаваемая за счет конвекции, Q_И – теплота, отдаваемая за счет теплового (инфракрасного) излучения, Q_ИСП – теплота, отдаваемая при испарении (за счет потоотделения), Q_ВОЗД - теплота, расходуемая на нагревание вдыхаемого воздуха.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Очевидно, что величина отдельных составляющих зависит от температуры окружающего воздуха, скорости его движения, влажности, наличия в помещении источников тепла. Так, при понижении температуры воздуха уменьшается влажность кожи и, следовательно, уменьшается теплоотдача путем испарения, к этому де приводит увеличение влажности воздуха. Повышение температуры в помещении приводит к уменьшению вклада составляющих Q_Т + Q_К, а также Q_ВОЗД. Подвижность (скорость движения) воздуха способствует теплоотдаче организма, поэтому при высоких температурах ее влияние благоприятно, однако чрезмерная скорость движения воздуха может привести к переохлаждению.

Давление воздуха также оказывает существенное влияние на самочувствие человека, поскольку обуславливает процесс газообмена человека с окружающей средой. Известно, что диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода в пределах 95…120 мм рт.ст. Начиная с парциального давления кислорода около 60 мм рт.ст., что соответствует высоте 4 км, у человека возникают головная боль, головокружение, нарушение работы слухового и зрительно анализаторов, замедляются реакции. Все это признаки кислородного голодания – гипоксии.

Избыточное давление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода в воздухе, содержащемся в альвеолах, что, в конечном итоге, приводит к увеличению силы дыхательной мускулатуры, поэтому поддержание повышенного давления с помощью специального оборудования (кессонов, водолазного снаряжения) необходимо при проведении работ на глубине. При этом следует выделить три периода: компрессия, или повышение давления, нахождение в условиях повышенного давления и декомпрессия, или процесс понижения давления. Наиболее опасен период декомпрессии. Дело в том, что при повышенном давлении кровь насыщается азотом, а при декомпрессии из-за падения парциального давления в альвеолярном воздухе, азот выделяется из тканей. Если декомпрессия протекает слишком быстро, в крови образуются пузырьки азота, вызывающие эмболию, т.е. закупорку сосудов. Это явление носит название декомпрессионной болезни. Проявления ее могут быть весьма тяжелыми. Тяжесть заболевания определяется массовостью закупорки сосудов и ее локализацией.

В обычных условиях давление в помещении обусловлено атмосферным давлением, которое может незначительно меняться при изменении погодных условий.

Таким образом, показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

• температура воздуха, ⁰C,

• температура поверхностей (стен, пола, потолка, различных устройств, технологического оборудования и т.п.), ⁰C,

• относительная влажность воздуха, %,

• скорость движения воздуха, м/с,

• интенсивность теплового облучения, Вт/м²,

• давление.

Однако к числу нормируемых параметров относятся только первые пять показателей. Давление не относится к числу нормируемых параметров микроклимата.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека предопределяется тем, что последняя может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, который достигается за счет системы терморегуляции и усиления деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной, а также систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмены. Напряжение в функционировании перечисленных систем, обусловленное воздействием неблагоприятного микроклимата, может сопровождаться ухудшением здоровья, которое усугубляется воздействием на организм других вредных производственных факторов (вибрация, шум, химические вещества и др.). 4.3. Термостабильность состояния организма, обеспечиваемая равенством теплопродукции и суммарной теплоотдачей, не является единственным условием теплового комфорта человека. Должны быть соблюдены и другие условия, касающиеся регламентации доли теплоотдачи за счет испарения влаги с поверхности кожи (не более 30%), а также средневзвешенной температуры кожи и температуры кожи на отдельных участках поверхности тела. 4.4. Микроклимат по степени его влияния на тепловой баланс человека подразделяется на нейтральный, нагревающий, охлаждающий. Нейтральный микроклимат - такое сочетание его составляющих, которое при воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма, разность между величиной теплопродукции и суммарной теплоотдачей находится в пределах -+2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%. Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду над величиной теплопродукции организма, приводящее к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (>2 Вт). Нагревающий микроклимат - сочетание его 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%). 4.5. Влияние охлаждающего микроклимата определяется тем, что в ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приспособления к холоду. Его биологические возможности в сохранении температурного гомеостаза весьма ограничены. Охлаждающий микроклимат способствует возникновению сердечно-сосудистой патологии, приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обуславливает возникновение заболеваний органов дыхания. Охлаждение человека как общее, так и локальное (особенно кистей) способствует изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и способность выполнения точных операций, 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% на каждый градус снижения температуры пальцев. При выраженном охлаждении организма растет число тромбоцитов и эритроцитов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови, что повышает возможность тромбообразования. Даже при кратковременном влиянии холода в организме происходит перестройка регуляторных и гомеостатических систем, изменяется иммунный статус организма. Влияние хронического охлаждения усугубляется воздействием локальной вибрации, поскольку она вызывает сужение сосудов в соседних к месту ее приложения областях. Переносимость человеком охлаждения несколько увеличивается при адаптации к холодовому фактору, но для обеспечения температурного гомеостаза существенного значения не имеет. 4.6. Влияние нагревающего микроклимата связано с напряжением различных функциональных систем организма человека, что приводит к нарушению состояния здоровья, работоспособности и производительности труда. При определенном значении составляющих нагревающий микроклимат может привести к заболеванию общего характера, которое проявляется чаще всего в виде теплового коллапса. Особенно подвержены тепловым ударам лица, имеющие массу тела выше нормы. Среди рабочих, труд которых связан со значительной тепловой и физической нагрузкой, наблюдается интенсивное биологическое старение, особенно в возрастных группах 20-30 и 40-50 лет. Наблюдаются головные боли, повышенная потливость и утомляемость, увеличивается риск смерти от сердечно-сосудистой патологии (гипертоническая и ишемическая болезни, болезни артерий и капилляров).

В ГОСТ 12.1.005-88 указаны оптимальные и допустимые показатели микроклимата в производственных помещениях. Оптимальные показатели распространяются на всю рабочую зону, а допустимые устанавливают раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по техническим, технологическим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные условия.

Оптимальные микроклиматические условия - это такие условия, которые обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены без напряжения механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Допустимые микроклиматические условия– это сочетания параметров микроклимата, которые не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

При нормировании параметров микроклимата учитываются физическая тяжесть выполняемых работ и время года.

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 1 октября 1996 г. N 21)

Приложение 2 (рекомендуемое)

Определение индекса тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса)

1. Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорость движения воздуха и теплового облучения).

2. ТНС-индекс определяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (tвл.) и температуры внутри зачерненного шара (tш).

3. Температура внутри зачерненного шара измеряется термометром, резервуар которого помещен в центр зачерненного полого шара; tш отражает влияние температуры воздуха температуры поверхностей и скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95. Точность измерения температуры внутри шара +-0,5° С.

4. ТНС-индекс рассчитывается по уравнению: ТНС = 0,7 x tвл. + 0,3 x tш.

5. ТНС-индекс рекомендуется использовать для интегральной оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышают 0,6 м/с, а интенсивность теплового облучения - 2 1200 Вт/м .

6. Метод измерения и контроля ТНС-индекса аналогичен методу измерения и контроля температуры воздуха (п.п.7.1-7.6 настоящих Санитарных правил).

7. Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в табл.1.

Таблица 1