___

Схема приточно-вытяжной вентиляции, которая в принципе имеет сходство со схемой вытяжной, похожих конструктивно, но разница в том, что устройство выброса устанавливают на высоте 1-1,5м выше конька крыши, а для притока воздуха воздухозаборник устанавливают там, где содержание ОВ и ВВ минимально. Кроме того, схема вытяжной вентиляции содержит примерно те же элементы, что и приточная, но в ней отсутствуют калорифер и подводная пара к нему.

1 – воздухозаборник

2 – фильтр

3 – калорифер

4 – вентилятор

5 – воздуховоды

6 – насадки

… и скорость движения воздуха в рабочей зоне, при этом повышается влажность до 70-80% и больше затрудняет терморегуляцию организма из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность до 20-25% и менее вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей, поэтому оптимальной влажностью, проверенной практически оптимальной считается 40-60%. Для скорости воздуха в рабочей зоне также существует оптимальная величина, которая по статистике соответствует 0,3-0,5 м/с эта величина м.б. недостаточной для ухудшения распределения ВВ, кроме этого такие величины скорости движения воздуха могут мешать основные ТП. Для теплового самочувствия важно иметь величины температур в рабочей зоне, которые зависят от общей температуры воздуха вне помещения и нормируются в зависимости от холодного или теплого времени года, а также эти температуры зависят от категории физической работы.

Исходя из вышеизложенного, в практике приходится использовать различные виды вентиляций от естественной до механической и даже до кондиционирования воздуха.

К любому из перечисленных видов вентиляции предъявляются следующие требования:

1. крайне желательно соблюдать баланс воздуха с небольшим перевесом притока (повышенный напор, изоляция помещений).

2. приток и вытяжка д.б. правильно размещены: приток необходимо выполнять в том месте, где ВВ меньше, а вытяжку размещать там, где ВВ максимальное количество.

3. общая система не должна вызывать ни ожога, ни теплового удара, ни ознобы, т.е. ни переохлаждения, ни перегрева организма.

4. шумы и вибрация на должны превышать допустимой величины.

5. система вентиляции д.б. электро-, взрыво-, пожаробезопасной, простой по устройству, надежной, эффективной и легко обслуживаемой.

При охлаждении и перегреве баланс теплоты должен всегда иметь следующий вид: Q=Qто+Qк+Qн+Qисп+Qв

Например, при температуре +18С в нерабочем состоянии человек отдает конвекцией ок. 30% тепла, излучением ок. 45%, испарением ок. 20% и подогрев воздуха ок. 5%. При других условиях эти проценты очень сильно изменяются.

Для прибористов в чистых помещениях, где концентрация ОВ и ВВ не превышает норму очень удобно использовать установку кондиционирования воздуха. В основном для увеличения эффективности ее работы и экономии в эксплуатации используют рециркуляцию воздуха. Несмотря на большую стоимость применения кондиционеров полного состава с одновременным регулированием нескольких параметров метеоусловий такое применение диктуется гигрометрическими требованиями к рабочим местам по температуре, влажности и скорости движения воздуха, а также чистоте подаваемого воздуха.

Рассмотрим систему кондиционера полного состава:

1 – регулирующий клапан (от наружного воздуха зимой утепляют).

2 – фильтр (чаще с набивкой специальной тканью).

3 – калорифер первой ступени

4 – каплеотделитель

5 – водяные форсунки

6 – калорифер второй ступени

7 – воздуховод с нагнетателем

8 – шкив от вентилятора

9 – вентилятор

Производственное освещение.

От условий освещения зависит сохранность зрения, состояние нервной системы и безопасность труда. А т.к. на 90% информацию о предмете, процессе мы получаем от зрительного анализатора с очень малой величиной абсолютного порога, то нельзя не отметить улучшение качества выпускаемой продукции и увеличение производительности труда на рабочих местах. Освещенность напрямую связана с электромагнитным спектром, а именно с видимой частью его в диапазоне длин волн от 770 до 370 нм. Выше этого диапазона располагается ИК часть спектра от 770 до 340тыс. нм, а ниже – УФ часть – с длинами волн от 380 до 10нм. Для видимых глазом цветов длины волн имеют следующий порядок: фиолетовый цвет соответствует 400нм, красный соответствует 750нм, желто-зеленый цвет 555нм. Необходимо договориться о формулировках основных параметров светотехнических величин: световом потоке, силе света, освещенности, яркости, коэффициенте отражения и коэффициенте пульсации.

Световой поток – это часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет, т.е. эта величина и физическая, и физиологическая, а ее измерение основывается на зрительном восприятии. Обозначение – f, единица измерения – Люмен (Лм). С этим параметром напрямую связана сила света – производная светового потока по углу. Обозначается I=df/d, где d - элементарный телесный угол. Размерность – Кандела (Кд). Эта величина показывает равномерность величины света по углу в стерадианах. В развитых государствах, где имеются палаты мер и весов вводят эталон 1 Кд (в т.ч. и в России). Освещенность – это производная светового потока по площади освещаемого элемента. Обозначается E=df/dS [Люкс]. Если взять как пример Солнце, то его световая постоянная соответствует 137тыс. Люксов. На земной поверхности, солнечная постоянная, т.е. суточная продолжительность, спектральный состав и интенсивность, несколько меньше, что связано как с астрономическими факторами (вращение Земли), так и с оптическими свойствами атмосферы. Например, при идеальных условиях прозрачности атмосферы освещенность Е при безоблачной погоде на Солнце колеблется от 700 Люксов (перед восходом) до 90 тыс. Люксов (при высоте стояния Солнце 60 к горизонту. На естественную освещенность помещений в производстве оказывают влияние эксплуатационные условия, характер застекления проемов, загрязнение стекол и светильников.

Яркость L элемента поверхности dS под углом  относительно нормали этого элемента является второй производной лучистого потока по углу или первой производной силы света по площади. Размерность L – Кд/м². В знаменателе dS*cos - это площадь излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную лучу света. Яркость освещения поверхности является фоном, на котором рассматриваются объекты различения. Яркость поверхности зависит от отражения способности, которая определяется коэффициентом отражения  = частному от деления fотр к fпад, а под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета и фона. Контрастность объекта с фоном определяется из соотношения яркостей рассматриваемого объекта и фона, т.е. K=(Lфона-Lобъ)/Lфона. Если вычисления К окажутся <0,2, то этот контраст считается малым, 0,2<K<0,5 – средним, K>0,5 – большим.

Специально для газоразрядных ламп, которые при питании их переменным током дают пульсацию во времени величины светового потока, введем коэффициент пульсации освещенности (Кп). Кп= [(Емакс-Емин)/2Еср]*100%, где Емакс, Емин, Еср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания. Пульсация во времени светового потока идет с частотой > частоты питания вдвое. Используются такие параметры, как показатели ослепленности и дискомфорта, а также спектральный состав света.

Виды освещения: естественное, искусственное и совмещенные. По конструктивному выполнению естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Наиболее эффективно комбинированное естественное освещение, где более равномерно распределяется свет. Искусственное освещение по конструктивному выполнению может быть общим, комбинированным и местным. По роли на производстве искусственное освещение м.б. рабочим, аварийным, охранным и эвакуационным.

Источники освещения.

Для естественного освещения источник – Солнце. Для искусственного освещения используют лампы накаливания, газоразрядные лампы (люминесцентные) и галоидные. Критериями сравнения являются электрические параметры и эксплуатационные характеристики, и светотехнические данные, а также особенности конструкции, включающие в себя форму колбы, конструкции накала, наличие и состав газа внутри колбы и давление газа. К электрическим параметрам относятся номинальное напряжение (В) и мощность (Вт). Светотехнические данные: световой поток (Лм), сила света (Кд), эксплуатационные данные (светоотдача, Лм/Вт, эксплуатационный срок службы). Основными требованиями к производственному освещению являются: создание условий для видения с целью повышения производительности труда, при этом освещенность должна соответствовать характеру зрительской работы, например, по объекту различения судят о характере зрительской работы. При чертежной работе самые тонкие линии, при работе с ЭВМ – толщина тонкой линии на экране дисплея. Также в характер зрительской работы входит величина фона (качество поверхности), равномерность распределения яркости, отсутствие резких теней на рабочей поверхности. В поле зрения должна отсутствовать блесткость (без превышения яркости отдельных предметов), величина освещенности д.б. постоянна во времени, свести к минимуму пульсации чисто электрическими методами, например, для работ в приборостроении уменьшение этот коэффициента с 55% до 5% повышает производительность труда на 15%. Д.б. осуществлен выбор направленности светового потока, выбор оптимального спектрального состава, долговечность светотехнической аппаратуры и ее безопасность, удобство и простота эксплуатации.

Попробуем сравнить различные светильники между собой:

1. лампы накаливания: в них видимое излучение возникает в результате нагревания нити до температуры свечения. В световую энергию превращается ок. 5% проводимой электроэнергии и они имеют низкую световую отдачу (7-20 Лм/Вт), низкий КПД, малый срок службы (ок. 2500 часов). Преимущества: дешевизна, не требуют дополнительных пусковых устройств и работают практически во всех условиях.

2. люминесцентные лампы: в них свет создается за счет холодного разряда в парах металлов. Чаще всего ртути (при низком давлении). Их светоотдача в 4-5 раз выше, чем у ламп накаливания, а срок службы 5000-15000 часов. Недостатки: сложное и ненадежное устройство запуска, ненадежная работа при температурах +5°С, период разгорания до 10-15 минут. Некоторые из них создают большие радиопомехи, большие пульсации и даже имеют стробоскопический эффект.

3. галоидные лампы: в них нить накала из вольфрама находится в баллоне с парами йода и он способствует оседанию испаряемого вольфрама на поверхность нити, что увеличивает срок службы до 3000ч. их светоотдача до 40 Лм/Вт. Лампы имеют соизмеримый с лампами накаливания спектральный состав (немного выше).

Основные требования к производственному освещению и нормирование производственного освещения.

Т.к. основная задача – создание условий для видения, для повышения производительности труда выпускаемой продукции, то требования к освещенности д.б. следующие:

1. освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, а именно, соответствовать различения наименьшего рассматриваемого предмета и отдельных его частей, различать определенные дефекты в процессе работы, фон, т.е. поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, должен характеризоваться коэффициентом отражения от 0,02 до 0,95, а также контрастом объекта и фона.

2. обеспечение на рабочей поверхности достаточно равномерного распределения яркости, т.к. при переводе взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз вынужден адаптироваться, что ведет к утомлению зрения. Практика повышения равномерности освещения больших цехов показывает, что нужно применять комбинированное освещение и светлую окраску потолка, стен и производственного оборудования, тогда в поле зрения яркость распределяется более равномерно.

3. на рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени, особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травмам, поэтому тени специально смягчают, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами. На окнах необходимо предусмотреть солнцезащитные устройства типа жалюзи, которые предотвращают проникновение прямых солнечных лучей и соответственно резких теней на рабочих местах.

4. повышенная яркость (блесткость) светящихся поверхностей должна быть сведена к минимуму, т.к. она вызывает ослепленность, т.е. ухудшение видимости объекта. Кроме того, она способствует быстрому утомлению и снижению работоспособности, при этом прямую блесткость ограничивают уменьшением яркости источника света, увеличением высоты подвеса светильников, а также отраженную блесткость ослабляют правильным выбором направления светового потока на рабочую поверхность или изменением угла наклона рабочей поверхности.

5. величина освещенности д.б. стабильной по времени, т.е. мало реагировать на изменение напряжения в сети. Постоянство освещенности во времени достигается, например, стабилизацией напряжения питания, а также применением специальных схем включения газоразрядных ламп.

6. оптимальный выбор направленности светового потока способствует тому, чтобы рассматривать внутренние поверхности деталей и рельефность элементов рабочей поверхности, при этом необходимо помнить, что наибольшая видимость достигается падением света на рабочую поверхность под углом 60° к ее нормали, а наименьшая при 0°.

7. необходимо иметь ввиду выбор необходимого спектрального состава света. Это чаще всего нужно для обеспечения правильной светоотдачи.

8. все элементы осветительных установок, т.е. светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительная аппаратура д.б. долговечной, электрически безопасными, взрыво- и пожаробезопасными. Это достигается в частности использованием заземления или зануления, ограничения напряжения до 42В и ниже, а также защита элементов осветительных сетей от механических, химических и температурных повреждений при эксплуатации, при этом необходимо помнить о воздействии со стороны светильников и другой аппаратуры на человека (температура, выделяемая осветительной установкой, шум, вибрация).

9. нельзя забывать об эксплуатации установки. Сама установка д.б. удобна, проста в эксплуатации и отвечать требованиям эстетики.

Осветительные установки.

Качественное и эффективное освещение на рабочих местах невозможно без правильного выбора осветительной установки, которая представляет собой савокупность источников света и осветительной аппаратуры. Основное назначение светильников – перераспределить световой поток искусственного света в требуемых для освещения направлениях, кроме того, источник света необходим для механического крепления и подвода к нему электропитания, а также защите ламп, оптических электрических элементов от воздействия окружающей среды, причем одной из важнейших характеристик такого светильника является его КПД, т.е. отношение светового потока отдельного светильника к световому потоку всей осветительной установки, при этом светильник должен устранить слепящее воздействие источника света за счет особой конструкции. По конструктивному исполнению светильники делят на открытые, защищенные закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные и взрывобезопасные. По распределению светового потока в пространстве светильники бывают прямого, преимущественно прямого, рассеянного и отраженного света, а выбор определяется возможностью запыления, коэффициентом отражения, а также эстетическими требованиями. В светильниках местного освещения необходимо предусматривать возможность их перемещения и изменения направления светового потока.

При эксплуатации осветительных установок необходимо регулярно производить очистку стекол, проемов и светильников от загрязнений, своевременную замену перегоревших ламп, контроль напряжений в осветительной сети, а также своевременно ремонтировать элементы осветительной установки. Один и факторов экономичности осветительной установки и ее надежности является обоснованный выбор светильника, а выбранный светильник должен соответствовать условиям окружающей среды и обеспечивать необходимое светораспределение, исключать слепящего действия и быть экономичными. По степени защищенности от пыли светильники делят на незащищенные, пылезащищенные и пыленепроницаемые. По степени защиты от влаги: незащищенные, брызгозащищенные, струезащищенные, водонепроницаемые, герметичные. По степени защиты от взрыва во взрывоопасном помещении светильники д.б. повышенной надежности и вызрывобезопасными.

Производственный шум.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.

Источниками шумов в первую очередь на производстве являются станки по механической обработке металлов, кроме металлов – дерева, пластмассы, имеющиеся штамповочные и литьевые машины, внутризаводской транспорт, механический и электрический инструмент, система вентиляции и т.п., Современные высокопроизводительные устройства, использующие ультразвук в таких ТП, как сварка, пайка, лужение, механическая мойка, а также средства неразрушающего контроля в виде дефектоскопов различного принципа действия. Все без исключения источники шума формируют звуковые волны, которые распространяются в производстве, названном звуковым полем. Это звуковое поле характеризуется следующими основными параметрами:

1. колебательная скорость звукового поля или скорость колебания частиц около положения равновесия.  [м/с].

2. звуковое давление р[Па] – это разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде.

3. интенсивность звука I[Вт/м²]. Представляет собой энергию, переносимую звуковой волной при распределении ее в пространстве.

Для характеристик производственного шума вводятся такие понятия как среднегеометрическая частота fср[Гц] и частная характеристика шума, а также понятия октавы. Октава – это звуковое пространство, в котором верхняя граничная частота = удвоенной нижней частоте. Обычно гармонические частоты октавных полос проще представить среднегеометрическими частотами октавных полос. Средняя геометрическая частота октавной полосы представляет собой корень из произведения нижней и верхней границ частотной октавной полосы, например, для граничных частот октавных полос от 45 до 90Гц средняя геометрическая частота составляет 63Гц; 90-180Гц – 125Гц; 180-355Гц – 250Гц; 335-710Гц – 500Гц; 710-1400Гц – 1000Гц и т.д.

Минимальное значение звукового давления р₀ и минимальная звуковая интенсивность I₀ различаемые ухом человека называются пороговыми. Интенсивность едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызывающих болевые ощущения (болевой порог) отличаются др. от др. примерно в миллион раз, поэтому для оценки шума удобно, оказалось, измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные, т.е. их логарифмы отношения к пороговым значениям, которые называют уровнем звукового давления и интенсивности звука. За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивности принят децибел (Дб).

Ухо воспринимает диапазон звуков от 0 да 140Дб. L_I – это уровень звукового давления, = 10lg(I/I₀), где I – это интенсивность звука в данной точке в Вт/м², I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости =10^-12Вт/м² при частоте 1000Гц. Если требуется определить уровень звукового давления, то для этого существует специальная формула Lр = 20lg(p/р₀), где р – звуковое давление в данной точке в Па, р₀ – пороговое звуковое давление, =2*10^-5Па.

Величина уровня интенсивности применения при получении формул акустических расчетов, а уровни звукового давления – для измерения шума и оценка его воздействия на человека, т.к. орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению, т.е. давлению при среднеквадратичной частоте.

Классификация производственных шумов.

Шумы классифицируются по частотным, спектральным и временным характеристикам.

По частоте звуковое поле делится на 3 области:

а) инфразвук, распространение в воздухе колебаний с частотой <16Гц;

б) звуковая область с частотой 16Гц-20кГц, которая воспринимается ухом человека;

в) ультразвук (УЗ) – колебания, распространяемые как в воздухе, так и в твердых средах с частотой >20кГц.

Шумы звукового диапазона подразделяются на низкочастотные, с максимумом звукового давления в диапазоне частот <350Гц, среднечастотные – 350-800Гц и ВЧ – >800Гц.

УЗ диапазон частот делится на низкочастотный 1,2*10⁴-1*10⁵Гц и высокочастотный 1*10⁵-1*10⁹Гц.

По характеру спектра шум подразделяется на широкополосный, с переменным спектром ширины >1 октавы, и тональный, в спектре которого имеется выраженная дискретность тона. По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный (прерывистый или импульсный). Постоянный шум, уровень которого за 8 часов рабочей смены изменяется по времени  чем на 5Дб и непостоянный, который изменяется за 8ч > чем на 5Дб.

Влияние шума на организм человека.

Органы слуха человека принимают звуковые волны с частотами 16Гц-20кГц. Этот диапазон назван звуковыми частотами, причем граничные частоты не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. Это действие на организм отрицательно, особенно оно влияет на ЦНС и сердечно-сосудистую систему, а длительное воздействие шума звукового диапазона частот снижает остроту зрения и слуха, а в некоторых случаях сопровождается повышением кровяного давления.

Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности человека. В первую очередь высокий уровень шума не позволяет услышать предупреждающие сигналы безопасности, кроме этого, шум вызывает обычную усталость, а при постоянном воздействии рабочие жалуются на бессонницу, снижение зрения, снижение вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения. Шум отрицательно воздействует и на слух человека. Временно от 1 мин до нескольких месяцев снижает чувствительность к звукам определенных частот. Уровень звука в 130Дб и выше вызывает болевые ощущения, а 150Дб может привести к поражению органов слуха на любой частоте. Допустимые уровни шума на рабочих местах зависят от рода трудовой деятельности, а также от величины самих частот, на малых частотах уровни звукового давления допускаются наиболее крупными, например, согласно таблице на средней геометрической частоте 31,5Гц допускается уровень звука 86-107Дб, на 63Гц – 71-95Дб, на 250Гц – 54-82Дб.

Методы и средства защиты от шума.

Для снижения шума в производственных помещениях и конкретно на рабочих местах используются различные методы, и в первую очередь – уменьшение уровня шума в самом источнике его возникновения. Для этого существуют звукопоглощение и звукоизоляция, установки глушителей шума, рациональное размещение оборудования, а также использование СИЗ. Т.к. шум механизмов возникает из-за упругих колебаний, как всего механизма, так и отдельных его деталей, то наиболее эффективным методом можно считать борьбу с шумом в источнике возникновения. Причины возникновения шума при этом: механические, аэродинамические, электрические, которые определяются конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. Для уменьшения механического шума необходим своевременный ремонт оборудования. При таких плановых ремонтах необходимо по возможности заменять ударные процессы на безударные, использовать принудительную смазку трущихся поверхностей, применять динамическую балансировку быстро вращающихся тел, заменять по возможности подшипники качения на подшипники скольжения, при этом шум снижается на 10-15Дб, заменять зубчатые и цепные передачи клиноременными, сами металлические детали по возможности заменять на пластмассовые. Использование смазочных материалов, как правило, уменьшает уровень шумов, например, шарикоподшипник без смазки дает шум порядка 65Дб, жидкое машинное масло уменьшает этот уровень до 57Дб, а густое машинное масло – до 57Дб.

Снижение аэродинамического шума можно добиться за счет уменьшения скорости газового потока, улучшением аэродинамика всей конструкции, а также звукоизоляцией с установкой специальных глушителей.

Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах, причем очень эффективно снижают шумы на путях их следования установкой звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин, а также облицовки стен, потолков, использования глушителей.

Производственная вибрация.

Вибрация – это механическое колебательное движение объекта, передаваемое человеческому телу или отдельным его частям при непосредственном контакте. Источники вибрации: возвратно-поступательные движущиеся системы с кривошипно-шатунными механизмами, ручными перфораторами, либо агрегаты виброформования и т.п. А также неуравновешенные вращающиеся массы (режим инструментальных станков, дрели, шлифовальные машины, ударный инструмент). Во всех случаях основными причинами вибрации является дисбаланс, приводящий к появлению неуравновешенных сил. Причиной дисбаланса являются: неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение Цм тела и оси его вращения, деформация деталей от неравномерности нагрева, например, при горячих или холодных насадках и др. Простейшим видом механических вибрация является гармоническое колебание, при этом основные параметры такого синусоидального гармонического колебания являются его частоты в Гц, амплитуды виброперемещений (м), а также амплитудные колебательные скорости (м/с) и амплитудные колебательные ускорения (м/с²), время полного колебания периодом (с), для синусоидального колебания скорость колебания  определяется по формуле =2f*А. Скорость связана с ускорением, а ускорение вибрации определяют по формуле: а=(2f)²*А. Спектр периодического колебательного процесса является дискретным, а случайного или кратковременного одиночного процесса – непрерывным. При существовании нескольких периодических колебательных процессов, также как и случайных процессов получается смещенный спектр процесса, который изображают в виде непрерывного или дискретного спектра. Непрерывный спектр вибрации разбивается на элементарные частотные полосы. Если f₁ является верхней граничной полосой данной полосы частот, а f₂ – верхней, то в качестве частоты, характеризующей полосу вцелом, берется средняя геометрическая частота f_{ср.геом.}=f₁*f₂. В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибрации разбивается на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота вдвое > нижней. Средняя геометрическая частота октавных полос вибрации является стандартной величиной, и эти полосы частот составляют 1, 2, 4, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500 и 1000Гц. Уровни измеряют в Дб.