Тема 8. Микроклимат и воздушная среда рабочей зоны. Система вентиляции

Основные понятия и определения

микроклимат– Это метеорологические условия, которые определяются действующими на организм человека сочетанием температуры , влажности и скорости движения воздуха.

Метеорологические условия труда на производстве (микро­климат) определяются:

температурой воздуха в помещении (t, °С),

относительной влажностью воздуха (φ, %),

скоростью движения воздуха (V, м/с),

интенсивностью теплового излучения (Р, Вт/м²).

Относительная влажность 40-60% при температуре 20-22 °С , скорости движения воздуха до 2 м/с соответствует условиям метеорологического комфорта при покое или при очень легкой физической работе. При температуре ниже 20 °С относительная влажность для тех же условий не должна превышать 75%.

Метеоусловия — оптимальные и допустимыев рабочей зо­не — регламентируются в зависимости от периода года, категории работ по энергозатратам и избытка явного тепла.

Оптимальные микроклиматические условия– сочетание параметров микро­климата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма (или условия, которые при воздействии на человека не вызывают отклонений в состоянии организма от нормы)./Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности/

должны соблюдаться оптимальные величины температуры возду­ха 22-24 °С, его относительной влажности 40-60% и скорости движения не более 0,1 м/с.

При обеспечении оптимальных показателей микроклимата температура внутренних поверхностей конструкций, ограждаю­щих рабочую зону (стен, пола, потолка и др.), или устройств (экранов и т.п.), а также температура наружных поверхностей технологического оборудования или ограждающих его устройств не должны выходить более, чем на 2 °С за пределы оптимальных величин температуры воздуха, установленные нормами для от­дельных категорий работ. При температуре поверхностей ограж­дающих конструкций ниже или выше оптимальных величин тем­пературы воздуха рабочие места должны быть удалены от них на расстояние не менее 1 м. Температура воздуха в рабочей зоне, из­меренная на разной высоте и в различных участках помещений, не должна выходить в течение смены за пределы оптимальных величин, установленных нормами для отдельных категорий работ.

Допустимые микроклиматические условия- сочетание параметров микро­климата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать изменение теплового состояния организма быстро приходящие в норму. /Здесь могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности/

Допустимые величины показателей микроклимата устанав­ливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются опти­мальные нормы.

Влияние микроклимата на работоспособность и здоровье человека

Указанные параметры как отдельно, так и в комплексе ока­зывают значительное влияние на протекание жизненных процес­сов в организме человека, во многом определяют его самочувствие и поэтому являются важной характеристикой гигиенических ус­ловий труда.

Неблагоприятные метеоусловия могут привести к быстрой утомляемости, повышению заболеваемости и снижению произво­дительности труда.

Так, температура воздухаможет значительно влиять на тер­морегуляцию организма, которая осуществляется благодаря био­химическим и биофизическим процессам, обусловливающим по­стоянный теплообмен организма с внешней средой.

температура воздуха оказывает существенное влияние на самочувствие и результаты труда человека. Низкая температура вызывает охлаждение организма и может способствовать возникновению простудных заболеваний. При высокой температуре возникает перегрев организма, что ведет к повышенному потовыделению и снижению работоспособности. Работник теряет внимание, что может стать причиной несчастного случая./ температура воздуха влияет на терморегуляцию организма.

Терморегуляция— физиологический процесс, обеспечи­вающий равновесие теплообмена между организмом и внешней средой.

Химическая терморегуляцияосуществляется за счет изме­нения интенсивности процессов в обмене веществ и окислитель­ных процессов.

Физическая терморегуляцияосуществляется за счет изме­нения деятельности сердечно-сосудистой системы (расширение кровеносных сосудов и увеличение кровопритока к коже) и рабо­ты мышечных тканей.

При пониженной температуре возможно переохлаждение организма, а также обмораживание. При повышенной — наруше­ние водносолевого обмена, белкового обмена (распад белка, выде­ление и накопление в крови азота) и витаминного обмена. При повышенной температуре возможен отрицательный водный ба­ланс и увеличение вязкости крови.

На температуру воздуха производственных помещений су­щественное воздействие оказывает тепло, поступающее в рабочую зону от оборудования, отопительных приборов, нагретых мате­риалов, людей и других источников.

В состоянии покоя человек отдает в сутки в среднем 2400-2700 ккал тепла. При выполнении работы обмен веществ в организме усиливается, увеличивается и его теплопродукция, следовательно требуется более интенсивная отдача тепла в окру­жающую среду, в противном случае возможно нарушение тепло­вого баланса, что ведет к гипертермии.

Влажность воздухатакже влияет на теплообмен в организме человека. Она оценивается относительной влажностью, т.е. отно­шением содержания водяных паров в одном метре кубическом воздуха к их максимально возможному содержанию в процентах.

Сырой холодный воздух увеличивает теплоотдачу и способ­ствует простудным заболеваниям.

Сырой теплый воздух препятствует теплоотдаче и испаре­нию. Сухость воздуха вызывает чрезмерное высыхание кожи и слизистых оболочек.

Повышенная влажность воздуха затрудняет испарение влаги с поверхности кожи и легких, что ведет к нарушению терморегуляции организма и, как следствие, к ухудшению состояния человека и снижению работоспособности. При пониженной относительной влажности (менее 20%) у человека появляется ощущение сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Скорость движения воздуха играет заметную роль в создании микроклимата в рабочей зоне. Человек начинает ощущать движение воздуха при скорости примерно 0,15м/с. При этом действие воздушного потока зависит от его температуры. При температуре 36 поток оказывает на человека освежающее действие, а при температуре 40 – неблагоприятное.

Методы и средства обеспечения нормального микроклимата и воздушной среды в рабочей зоне

Важнейшими способами нормализации микроклимата в про­изводственных помещениях и в зонах рабочих мест являются: отопление и кондиционирование воздуха, вентиляция помещений

Ото­пление может быть местным и центральным. Чаще всего это центральные системы отопления (водяные, паровые. воздушные). В качестве нагревательных приборов в системах центрального отопления применяются радиаторы различного типа, трубы расположенные под окнами. Система отопления должна обеспечивать равномерное нагревание воздуха, иметь возможность регулирования, быть взрыво- и пожаробезопасными , не загрязнять воздух. В сельской местности на небольших предприятиях допускается печное отопление (местное). Одной печью допускается отапливать не более трех помещений.

Кондиционирование воздуха предназначено для автоматиче­ского регулирования всех или части параметров микроклимата в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребы­вания людей, а также для оптимизации техпроцессов. При полном кондиционировании воздуха контролируются такие его параметры как температура, влажность, подвижность, чистота, степень озонирования и ионизация.

Системы кондиционирования бывают центральные, обслу­живающие несколько помещений, и местные, обеспечивающие необходимый микроклимат в одном помещении.

8

Рис.1 Кондиционер:

1 Воздуховод приточного воздуха (поступает воздух снаружи)

2 Воздуховод регуляционного воздуха (поступает воздух из помещения)

3, 4 калориферы (подогрев воздуха)

5 водные распылители (охлаждение и увлажнение воздуха)

6 приточный воздуховод

7 фильтр капельный (для устранения избытка влаги)

8 фильтр первичной очистки

А - камера смешения

Б – камера увлажнения (охлаждения)

В – камера подогрева (вторичного), убирает излишки влаги после чего воздух подается в воздуховод

Наиболее эффективным и широко используемым на практи­ке методом оздоровления воздушной среды в помещениях различ­ного назначения является вентиляция

Производственная вентиляция— это система средств, обес­печивающая регулярный воздухообмен в производственном поме­щении.

Она предназначена для удаления из помещения избыточного тепла, влаги, пыли, вредных газов и паров и создания наиболее благоприятного (отвечающего санитарно-гигиеническим требова­ниям) микроклимата

Воздухообмен в помещении можно осуществлять естествен­ным путем через форточки или вентиляционные каналы за счет разности температур и давлений внутри помещения и вне его. Та­кая вентиляция называется естественной или аэрацией.

Более эффективна искусственная механическая вентиляция, осуществляемая с помощью вентиляторов и эжекторов.

Сочетание естественной и искусственной вентиляции образу­ет смешанную систему вентиляции.

Естественная вентиляция делится на неорганизованную (инфильтрация) и организованную (аэрация). инфильтрация представляет собой обмен воздуха в помещении через щели и конструктивные . Естественная вентиляция может быть не организованной, когда воздух подается в помещение и удаляется из него за счет инфильтрации через неплотности и поры наружных ограждений. Естественная вентиляция считается организованной, если она имеет устройства, позволяющие регулировать направление воз­душных потоков и величину воздухообмена (вытяжные каналы, шахты, форточки и фрамуги зданий, аэрационные фонари и др.).

Естественная вентиляция позволяет подавать и удалять из помещений большие объемы воздуха без применения вентиля­торов. Недостатком является зависимость ее эффективности от температуры наружного воздуха, силы и направления ветра

Искусственная механическая вентиляция, осуществляемая за счет вентиляторов и эжекторов, позволяет в отличие от естест­венной вентиляции, подавать воздух в любую зону помещения или удалять его из мест образования различных вредностей: пы­ли, влаги, тепла, газов. В системах механической вентиляции можно предусматривать устройства для подогрева, увлажнения и очистки воздуха от пыли.Механическая вентиляцияможет применяться как для по­дачи воздуха в помещение, тогда она называется приточной, так и для удаления воздуха из помещения, тогда она называется вы­тяжной.

Приточно-вытяжная вентиляцияобеспечивает приток воз­духа в помещение и одновременно его удаление из помещения.

По месту действия вентиляция может быть общеобменной, местной и комбинированной. Общеобменная вентиляция осуществляет воздухообмен во всем помещении, а местная — лишь в определенных местах.

Системы механической вентиляции состоят из вентилято­ров, устройств для забора и подачи воздуха, воздуховодов, фильт­ров и т.д.

Общеобменная механическая вентиляцияприменяется при равномерном расположении источников вредностей в помещении, а также при одно- или двустороннем их расположении.

Местная приточная вентиляцияслужит для создания тре­буемых условий воздушной среды в ограниченной зоне производ­ственного помещения.

К установкам местной приточной вентиляции относятся воз­душные души, оазисы и завесы.

Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченной площади помещения, которая для этого отделяется со всех сторон легкими передвижными перегородками и затапливается воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраиваются для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота холод­ным воздухом.

Местная вытяжная вентиляцияслужит для улавливания и удаления вредных веществ непосредственно у источника их об­разования и для предотвращения их распространения по всему помещению. Устройстваместной вытяжной вентиляцииделают в виде укрытий или местных отсосов (вытяжные шкафы, кабины, каме­ры, боковые отсосы и т.п.). Внутри укрытия создается разреже­ние, благодаря которому вредные вещества не попадают в воздух помещения. Такой способ предотвращения попадания вредных выделений в помещение называется аспирацией.

Местные отсосы способны удалить до 75% всех выделений вредных веществ, значительно снижая их поступление в зону ды­хания работающих.

Вентиляционные системы не должны создавать дополни­тельные опасности (взрывы, пожары), быть надежными и эконо­мичными в эксплуатации

Для защиты работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, "открытое" пламя и т.п.) используются средства индивидуальной защиты, в том числе средства защиты лица и глаз

Контроль состояния микроклиматических условий

Контроль состояния микроклимата в производственных помещениях позволяет поддерживать условия труда близкие к оптимальным, что увеличивает производительность и комфортность труда, снижает заболеваемость работающих.

Температура воздуха на рабочих местах измеряетсятермометрамина уровне 1,3-1,5 м от пола в нескольких точках. Если температура пола значительно отличается от температуры окружающих предметов, то необходимо проводить измерения температуры на уровне ног, т.е. на высоте 0,2-0,3 м от пола. При измерении температуры воздуха в условиях тепловых излучений используютпарный термометр (состоящий из двух термометров).У одного термометра поверхность резервуара для ртути зачерчена, а у другого – посеребрена. Зачерченный резервуар поглощает тепло, а посеребренный отражает. температура воздухаТ = Тч – К(Тч - Тс),гдеТчиТспоказания соответственно зачерченного и посеребренного термометров;К– параметр парного термометра, определяемый при его изготовлении.

При контроле Влажности воздуха различают абсолютную, максимальную и относительную влажности.Абсолютная влажность- парциальной давление водяных паров в воздухе. Она может быть охарактеризована давлением водяных паров или их массой в единице объема воздуха. Упругость насыщенного пара при данной температуре, т.е. наибольшее возможное количество водяных паров в воздухе при данной температуре, наз. максимальной влажностью.

Относительная влажность– отношение абсолютной и максимальной влажности, выраженной в %. Измеряют психрометрами и гигрометрами.Психрометрсостоит из 2-х термометров: сухого и влажного, резервуар кот. смачивается водой, влажность определяет разность их показаний. Принцип действиягигрометра основан на свойстве человеческого волоса изменять длину при изменении влажности.

Для измерения скорости движения воздухаиспользуютсяанемометры, приборы, определяющие число оборотов вертушки, вращающейся за счет энергии воздушного потока. При замерах больших скоростей воздушного потока используются (9-20 м/с) чашечные анемометры, а при малых – крыльчатые.

Для измерения атмосферного давления используются барометры.

ЛЕКЦИЯ 9