0_основы ОТ / ОСНОВЫ_лекции ОТ / ОТ лекции УКР / Тема 10

Тема 10. Захист організму людини від перегрівання та охолодження

План

1. Теплообмін людини з навколишнім середовищем;

2. Захист організму людини від перегрівання і охолодження.

1. Теплообмін людини з навколишнім середовищем

Надзвичайно важливим для життєдіяльності людини є постійне виділення тепла в навколишнє середовище.

Одним з важливих інтегральних показників теплового стану організму людини вважається середня температура тіла - 36,5 °С. Темпе­ратура шкірного покриву людини об'єктивно визначає реакцію організму на дію температурного фактора, оскільки його температурний режим суттєво впливає на тепловиділення.

Організм людини, як зазначалося, завдяки терморегуляції здатний віддавати надлишкове тепло в навколишнє середовище внаслідок випромінювання, конвекції, випаровування і кондукції.

Випромінювання - це теплообмін внаслідок електромагнітних коливань між тілами, які розділені магнітним середовищем. Теплова енергія перетворюється на поверхні тіла в коливну, передається на другу (холодну), де знову перетворюється в теплову. У виробничих умовах людина сама випромінює тепло, теплові випромінювання від нагрітого обладнання, від сонця тощо.

Таблиця

(Х_к - коефіцієнт, який враховує тепловиділення конвекцією (за нормальних параметрів мікроклімату часто приймають а, =4,06Вт/м² К.

На конвективний теплообмін людини з навколишнім середовищем впливає швидкість руху повітря, а також відносна вологість, оскільки коефіцієнт теплопровідності повітря є функцією барометричного тиску і вологоємкості повітря. Величина конвективного теплообміну значною мірою залежить від швидкості руху повітря. Тепловіддача С>₃ залежить від інтенсивності випаровування вологи шкірним покривом людини:

де Р_тт- густина водяної пари у повітрі при максимальній насиченості для даної температури;

р- густина водяної пари шкірного покриву; : V- швидкість руху повітря.

З підвищенням температури повітря збільшується значення Р_тт. Так, при роботі на відкритому повітрі (якщо У= 0) при і_п= -10 °С, Р_тт = 2 г/м³ і при (_п = ЗО °С то Р_шпі = 30 г/м³. Суттєве значення для теплообміну має швидкість руху повітря.

Передачу тепла теплопровідністю через одяг людини можна уявити як теплообмін між тілом і середовищем при їх безпосередньому контакті. Якщо врахувати, що теплопровідність відбувається через однорідну стінку в однорідному температурному полі, то рівняння теплопровідності (рівняння Фур'є) може бути визначене за виразом:

де Я_о - коефіцієнт, який враховує теплопровідність тканин одягу людини, Вт/м°С; А - товщина тканин одягу людини, м.

Оскільки теплопровідність тканин одягу мала, то важливу роль в процесі тепловиділення виконує конвективна передача з потоком крові.

Кондукція—це теплообмін, котрий відбувається при безпосередньому дотику людини до гарячих чи холодних машин, верстатів, інструментів, матеріалів:

де і- температура поверхні тіла, °С;

І- температура навколишнього середовища, °С;

5 - площа охолодження (нагрівання) тіла людини, м²; К - коефіцієнт теплопередачі теплопровідністю, Вт/м² К; Т- час охолодження (нагрівання), год.

Характер теплообміну суттєво залежить від співвідношення величин І_и. Якщо, І_н =/, то тепловіддача відбувається, перш за все, за рахунок випромінювання і конвекції. Якщо /₍ =/, то тепловіддача відбувається за рахунок випаровування.

Теплові дії викликають різні психофізіологічні зміни в організмі працівників. Потовиділення негативно впливає на роботу серцевосудинної і дихальної систем, при цьому частота серцебиття збільшується до 100... 150, кров'яний тиск підвищується. Суттєво погіршується стан організму при зростанні температури до 30...35 °С. Функції терморегуляції суттєво порушуються, що викликає біль голови, спрагу, шум в органах слуху, слабкість, а також може викликати тепловий удар, оскільки температура тіла підвищується до 40.. .42 °С, що веде до втрати свідомості.

Забезпечення комфортних метеорологічних умов виробничого середовища - складне комплексне інженерне завдання.

2. Захист організму людини від перегрівання і охолодження

Захист від перегрівання організму. Для попередження перегрівання організму у виробничих приміщеннях повинні бути створені такі метеорологічні умови, які здатні забезпечити нормальний виробничий процес і самопочуття працівників. Метеорологічні умови виробничих приміщень регламентуються ДСТУ 2293-93 залежно від тепловиділень, характеру виконуваних робіт, пори року, вологості і швидкості руху повітря.

Вплив надлишкових теплових напруг на людину, яка працює в умовах підвищених температур і дій теплових випромінювань, визначається за формулою:

де Я_н- втрата тепла при нормальному потовиділенні для даних умов; П_тт- максимально можлива втрата тепла людиною при потовиділенні.

Легка теплова напруга при Н₍ < 40 %; важка - при Н₍=70..90%. Нормальні умови праці у виробничих приміщеннях забезпечуються цілою низкою заходів, які зумовлюють інженерні напрямки.

Раціональне розміщення обладнання. Важливий фактор умов праці в цехах з тепловиділеннями - розміщення виробничого обладнання і організація робочих місць згідно з діючими стандартами. Враховуючи вимоги цих стандартів, слід розміщувати обладнання, що виділяє тепло, безпосередньо під аераційними ліхтарями, а також доцільно передбачати окремі приміщення.

Механізація та автоматизація виробництва забезпечує високу безпеку праці. Перехід від механізації до автоматизації ще більше віддаляє робітника від шкідливих і небезпечних зон.

Автоматизація базується на сучасній технології і прогресивних методах управління, що передбачає повне звільнення людини від виснажливих виробничих факторів. При повній автоматизації функції людини значно скорочуються. Вся її роль зводиться до керування та контролю за роботою машин і ходом технологічних процесів.

Раціональна теплова ізоляція обладнання. Нині існує багато видів теплоізоляційних матеріалів. До неорганічних матеріалів можна віднести: діатоніт, азбест, азбоцемент, совеліт, слюда, азбозуріт, мінеральна вата, скловата, піноскло, пінобетон, керамзіт, пемза тощо. Органічними ізоляційними матеріалами є торфоізоляційні і деревні плити, деревна тирса, фіброліт, арболіт і т.ін.

Ефективність теплової ізоляції зумовлюється типом обладнання. При температурі теплоізолюючої поверхні 500.. .600 °С застосовують азбест, совеліт, мінеральну вату; при температурі 800...900 °С - азбозуріт, діатомітову цеглу; при температурі понад 1000 °С - вермікуліт, спеціальні керамічні пластини та ін.

Екранування. Ефективним засобом захисту людини від тепло­виділень є екранування. Екрани застосовуються для екранування джерел випромінювання і робочих місць. Захисні екрани бувають прозорі і непрозорі, подвійні і заповнені водою або повітрям, сітчасті, скляні тощо. За принципом дії огороджувальні засоби здатні поглинати і відбивати тепловипромінювання.

Ефективність теплозахисного екрана оцінюють часткою поглинутого тепла і може бути визначений за виразом:

Д^е / / / -інтенсивність випромінюваних доз на робочому місці до і після встановлення екрана.

Екрани, які відбивають тепловиділення, виготовляють з листових матеріалів світлих кольорів (алюміній листовий, біле листове залізо, алюмінієва фарба, фольга на азбесті тощо). Ефективність таких теплозахисних екранів досягає 80.. .90 %.

Теплопоглинальні екрани здебільшого використовують як стіни, спеціальні огорожі, щити або подвійні щити, виготовлені з різних матеріалів (цегла, вогнетривке скло, металізований азбест і т.ін.) Ефективність теплозахисту склом від випромінювання при температурі 100 °С досягає 86 %.

Вентиляція і кондиціонування повітря є найбільш ефективним засобом нормалізації мікроклімату у виробничих приміщеннях (детальніше див. розд. 8).

Захист від охолодження. Для захисту організму людини від охолодження у виробничих та інших приміщеннях доцільно передбачати такі метеорологічні умови, при яких забезпечується нормальний теплообмін між організмом і навколишнім середовищем.

В холодний період передбачають засоби, які запобігають проник-ненню великої кількості холодного повітря через технологічні отвори, ворота, двері, шлюзи внаслідок частого або тривалого їх відкривання. Засобами захисту можуть бути тамбури або повітряно-теплові завіси. Повітряно-теплові завіси доцільно влаштовувати біля воріт, що відкриваються частіше, ніж 5 разів або не менше, ніж на 40 хвилин за зміну в районах з температурою повітря для холодного і перехідного періоду року -15 °С і нижче.

При роботі в холодний і перехідний період року на відкритому повітрі або в приміщеннях, які не опалюються, необхідно мати приміщення з температурою повітря 26 °С. Найбільш ефективно обладнати такі приміщення променевим опаленням. Робітники, які працюють в умовах переохолодження, обов'язково забезпечуються індивідуальними засобами захисту.

Раціоналізація режимів праці та відпочинку. Життєдіяльність

г людини у виробничих приміщеннях забезпечується цілою низкою заходів.

Зниження втоми, забезпечення високої продуктивності праці з найменшою

напруженістю досягається чіткою організацією режиму праці і відпочинку.

При виконанні робіт, які вимагають значних зусиль з використанням мускульної сили, рекомендуються короткочасні перерви 10... 12 хв. При ... виконанні особливо важких робіт (металурги, ковалі та ін.) доцільно робити перерви з проміжком відпочинку 15...20 хв, а також бажано встановити неповний робочий день. Для працівників в зимову пору року на відкритому повітрі важливо влаштувати кімнату з опалення, що створить комфортні умови для відпочинку.

Елементами раціонального режиму праці і відпочинку є виробнича гімнастика і комплекс заходів з психофізіологічного розвантаження, в тому числі функціональна музика. Ефект психоемоційного розвантаження обумовлюється естетичним оформленням інтер'єру, вигідних меблів, що значною мірою пов'язане з ергономікою, трансляцією спеціально підібраних музичних творів, забезпеченням тонізуючими напоями тощо. Ці заходи суттєво впливають на психологічне розвантаження, естетичний настрій і покращання самопочуття.