5.2 Определение параметров микроклимата на рабочем месте.

Микроклимат бытовых и производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха.

Основное требование, обеспечивающее нормальные условия жизнедеятельности человека при длительном пребывании в помещении, – это оптимальное сочетание параметров микроклимата. Они, прежде всего, должны исключить напряжение механизмов терморегуляции организма или сохранить здоровье и работоспособность. Отклонения отдельных параметров микроклимата от медико-биологических обоснованных значений могут привести к различным заболеваниям, особенно у людей с ослабленным иммунитетом.

Известно, что понижение температуры вызывает повышенную теплоотдачу в окружающую среду, что вызывает охлаждение организма, понижает его защитные функции и способствует возникновению простудных заболеваний. Наоборот, повышение температуры проводит к повышенному выделению солей из организма, а нарушение солевого баланса организма также ведет к снижению иммунитета значительной потере внимания, а, следовательно, к значительному повышению вероятности несчастного случая.

Повышение влажности воздуха нарушает баланс испарения влаги из организма человека, что ведет к нарушению терморегуляции с вышеупомянутыми последствиями. С другой стороны, понижение относительной влажности (до 20% и ниже) нарушает нормальное функционирование слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Скорость движения воздуха также является фактором, влияющим на механизм терморегуляции организма.

Установлено, что действие воздушного потока зависит от температуры помещения и сказывается на состоянии человека при скорости 0,15 м/с. Такой поток при температуре менее 36 °С оказывает освежающее действие и способствует терморегуляции, а при температуре более 40 °С оказывает противоположное действие.

Медико-биологические оптимальные нормы параметров микроклимата устанавливают с учетом периода года, при этом считается, что в теплый период года (весна, лето) среднесуточная температура наружного воздуха +10 °С, в холодный период (осень, зима) среднесуточная температура наружного воздуха -10 °С. В обоих случаях оптимальная относительная влажность принимается в пределах 40 – 60 %.

Если говорить о микроклимате производственных помещений, то он определяется категорией работ, которые в них выполняются. ГОСТ 12.1 005-76 предусматривает три категории работ:

1. Легкая физическая.

2. Физическая средней тяжести.

3. Тяжелая физическая.

В данном случае работа инженера-программиста — легкая физическая работа. Энергетические затраты организма при выполнении работ — 120 – 170 ккал/ч. Работа производится сидя, стоя или связана с ходьбой и сопровождается незначительным физическим напряжением (в основном люди умственного труда).

В табл. 5.1 приведены оптимальные допустимые значения параметров микроклимата производственных помещений в холодный и теплый периоды года для лёгкой физической работы.

Как видно из приведенной ниже таблицы, все параметры микроклимата связаны с воздухом, поэтому большое значение имеет уровень его загрязненности. Известно, что в процессе производства в воздух могут выделяться вредные вещества, которые через дыхательные пути попадают в организм человека.

Для обеспечения необходимых параметров микроклимата и очищения воздушной среды в производственных помещениях используют различные вентиляционные системы. Типы и конструкции вентиляционных систем – отдельная тема, которая в этом разделе не рассматривается. Основное требование к любой системе вентиляции — обеспечение необходимой кратности воздухообмена, обеспечивающей удаление из производственного помещения всех вредных составляющих, то есть избытков тепла, влаги, паров различных веществ.

Таблица 5.1

Оптимальные допустимые значения параметров микроклимата

Нормы	Период года	Категория работ	Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха, % (не более)	Скорость движения воздуха, м/c (не более)
Оптимальные	Холодный и переходный	Легкая	20-23	60-40	0,2
	Теплый		22-25	60-40	0,2
Допустимые	—	Легкая	19-25	75	0,2

Помещение, в котором находится рабочее место инженера-программиста, имеет следующие характеристики:

1. длина помещения: 5 м;

2. ширина помещения: 6 м;

3. высота помещения: 2.7 м;

4. число окон: 1;

5. число рабочих мест: 1;

6. освещение: искусственное;

7. число вычислительной техники: 1.

Под кратностью воздухообмена понимают:

(5.3)

где L_B– количество воздуха, поступающего (или удаляемого) в помещение, м³/ч;

V_П– объем помещения, м³.

При наличии избытков тепла количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения,

(5.4)

где Q_изб– избыточное тепло, ккал/ч;

C_В– теплоемкость воздуха (0,24 ккал/кг • К);

t – разность температур входящего и поступающего воздуха;

= 1,206 кг/м³— удельная масса приточного воздуха.

Избыточное тепло:

(5.5)

где Q_об,Q_осв,Q_л— тепло, выделяемое производственным оборудованием, системой искусственного освещения и работающим персоналом соответственно;

Q_p – тепло, вносимое солнечной радиацией;

Q_отд – теплоотдача естественным путем.

Тепло, выделяемое производственным оборудованием:

Где 860– тепловой эквивалент 1 кВт/ч;

Р_о6 – мощность, потребляемая оборудованием, кВт;

–коэффициент перехода тепла в помещение ;

Исходные данные Р_об = 1; = 0,5; рассчитаем :

ккал/ч

Тепло, выделяемое осветительными установками:

Где Р_осв – мощность осветительных установок, кВт;

–КПД перевода электрической энергии в тепловую;

–КПД одновременности работы аппаратуры в помещении;

cos– электротехнический коэффициент;

–угол сдвига фаз между током и напряжением;

ИсходныеданныеР_осв= 0,2;= 0,2;= 0,8; cos= 0,8 , рассчитаем:

ккал/ч

Тепло, выделяемое людьми:

Где К_л – количество рабочих;

(q -q_исп) — явное тепло, определяется по специальным графикам, ккал/ч,

где q – тепловыделение одного человека для соответствующей категории работ;

q_исп– тепло, затраченное на испарение телом;

ИсходныеданныеК_л= 1;(q -q_исп) =120 , рассчитаем

ккал/ч

Тепло, создаваемое солнечной радиацией:

(5.6)

где т – количество окон в помещении;

F – площадь одного окна, м²;

q_ост– количество тепла, вносимого за один час через остеклённую поверхность площадью 1м² (табличная величина) ккал/ч*м².

В помещениях с большими избытками тепла Q_отд= Q_р. Для тёплого периода годаQ_отд=0.

Из рассчитанных параметров Q_об, Q_осв, Q_л, Q_р, Q_отдмы можем вычислить избыточное тепло,количество воздуха, которое необходимо удалить из помещенияи кратность воздухообмена.

Исходные данные для расчёта избытков тепла Q_об= 430;Q_осв = 22,02;Q_л= 120;Q_р-Q_отд= 0, рассчитаем избыточное тепло по формуле 5.5:

ккал/ч

Исходные данные для расчётаQ_изб= 572,02;C_в= 0,24;= 1,2;= 6, рассчитаемколичество воздуха, которое необходимо удалить из помещения, по формуле 5.4:

м³/ч

Зная эти параметры, легко вычисляется кратность воздухообмена по формуле 5.3, которая будет равна:

Очистку воздуха от пыли и создание оптимальных параметров микроклимата на рабочем месте инженера-программиста, обеспечивает система вентиляции (кондиционирования).