Раздел 2. Производственная санитария
Тема 2. Метеорологические условия в рабочей зоне. Понятие о терморегуляции организма человека и причины его нарушения. Предупреждение перегревания организма, простудных заболеваний и обморожения. Требования к микроклимату промышленных предприятий.
Нормирование параметров метеоусловий (ГОСТ 12.1.005–88). Мероприятия по обеспечению нормируемых метеорологических параметров. Определение и контроль метеорологических параметров.
Метеорологические условия в рабочей зоне
Условия микроклимата в производственных помещениях зависят от ряда факторов:
– климатического пояса и сезона года;
– характера технологического процесса и вида используемого оборудования;
– условий воздухообмена;
– размеров помещения;
– числа работающих людей и т.п.
Микроклимат в производственном помещении может меняться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.
В производственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха.
В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат являются:
– температура воздуха;
– температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);
– относительная влажность воздуха;
– скорость движения воздуха;
– интенсивность теплового облучения.
Температура воздуха, измеряемая в 0С, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются только при наличии соответствующих источников тепловыделений.
Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность.
Абсолютная влажность (А) – упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м3 воздуха, выражаемое в граммах.
Максимальная влажность (F) – упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м3 воздуха при данной температуре.
Относительная влажность (R) – это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Терморегуляция организма человека
Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Её количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемая организмом теплота полностью отводилась в окружающую среду, так как функционирование организма требует протекания в нем химических и биохимических процессов в достаточно строгих температурных пределах (36,5 – 37,0оС).
Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме ответные реакции, способствующие его восстановлению за счет адаптивных и компенсаторных возможностей организма.
Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека в пределах 36 – 37С называются терморегуляцией.
Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном 3 способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.
Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности обмена веществ (окислительных процессов) при перегревании или охлаждении организма.
Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (теплоносителя) от внутренних органов к поверхности тела, путем сужения или расширения кровеносных сосудов в зависимости от температуры окружающей среды. Кровоснабжение при высокой температуре может быть в 20 – 30 раз больше, чем при низкой. В пальцах кровоснабжение может изменяться до 600 раз.
Терморегуляция изменением интенсивности выделения пота осуществляется за счет изменения процесса теплоотдачи и в результате испарения выделяемого пота.
Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами, что исключает переохлаждение и перегрев организма, так как, обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующимся в организме (химическая терморегуляция) и излишком тепла непрерывно отдаваемом в окружающую среду (физическая терморегуляция), т. е. сохраняется тепловой баланс организма.
Изменение параметров микроклимата вызывает изменение процентного содержания величин, определяющих тепловой баланс организма человека.
В нормальных условиях при слабом движении воздуха человек в состоянии покоя теряет всей вырабатываемой организмом тепловой энергии в результате тепловой радиации около 45%; конвекцией до 30% и испарением до 25%.
При этом: свыше 80% тепла отдается через кожу, около 13% через органы дыхания, около 7% тепла расходуется на согревание принимаемой пищи, воды и вдыхаемого воздуха.
При повышении температуры наружного воздуха и тех же значениях относительной влажности испаряемость кожного покрова увеличивается за счет потоотделения с поверхности кожи человека. Потоотделение играет важную роль в сохранении комфортного состояния человека, оно выражается в потере тепла организмом. Так, при нормальных атмосферных условиях организм выделяет от 0,4 до 0,6л пота в сутки, а за 1 час потовыделения затрачивается 0,6ккал.
При работе в условиях повышенной температуры и влажности теплоотдача организма затруднена.
Предупреждение перегревания организма, простудных заболеваний и обморожения.
К мероприятиям по борьбе с перегреванием организма на производстве относятся: механизация тяжелых работ, защита от источников излучения, удаление избыточных тепловыделений при помощи вентиляции, личная профилактика нарушений водно-солевого обмена и других последствий перегревания.
Механизация тяжелых работ. Тяжелый физический труд при высоких температурах окружающего воздуха способствует более быстрому нарушению терморегуляции организма. Поэтому механизация тяжелых работ в горячих цехах имеет большое гигиеническое значение. Это прежде всего касается механизации разливки металла, завалки плавильных агрегатов и термических печей, механизации кузнечных и горячештамповочных работ и т.п.
Защита от источников излучения. Защита от излучения заключается в теплоизоляции и экранировании источников излучения. Благодаря теплоизоляции печей, ванн, камер и других установок плохо проводящими тепло материалами можно добиться значительного снижения температуры на изолированных поверхностях и, следовательно, уменьшения отдачи тепла лучеиспусканием и конвекцией.
Во избежание ожогов поверхности тела рабочие при работе с горячими и раскаленными предметами должны пользоваться теплозащитной спецодеждой, а от ожогов глаз – защитными очками со светофильтрами, подбираемыми в зависимости от температуры нагретых тел.
Роль вентиляции в обеспечении оптимальных метеорологических условий. После принятия мер по борьбе с избыточными тепло- и влаговыделениями путем совершенствования технологии и рационализации конструкций тепловыделяющего оборудования вентиляция является наиболее совершенным средством борьбы с оставшимися избыточными тепло- и влаговыделениями.
Устройством в зданиях цехов аэрации возможно обеспечить удаление из них огромного количества избыточного тепла путем многократной смены воздуха и понижения температуры воздуха во всем помещении. Путем применения местных вентиляционных установок и в особенности установок водовоздушного душирования, высокодисперсного распыления воды на облучаемые поверхности, передвижных агрегатов для обработки воздуха можно добиться создания удовлетворительных условий труда как на отдельных рабочих местах, так и в целом на участках. В соответствии с санитарными нормами воздушное душирование должно применяться в условиях воздействия лучистого тепла интенсивностью теплового облучения 0,5 кал/см2 * мин и более.
Для предупреждения чрезмерного охлаждения рабочих поверхностей применяют приточную вентиляцию с подачей теплого воздуха, устанавливают тамбуры и воздушные тепловые завесы, препятствующие поступлению в помещение холодных масс воздуха зимой при открывании дверей и ворот.
Меры личной профилактики при работе в горячих цехах. Одним из существенных мероприятий против перегревания организма в горячих цехах является организация рационального питьевого режима. Для восстановления водно-солевого баланса в организме рабочие горячих цехов обеспечиваются газированной водой, содержащей до 0,5% поваренной соли. Большое значение имеют также кратковременные перерывы в работе, проводимые в специально оборудованных помещениях с нормальными метеорологическими условиями.
Мероприятия по предупреждению переохлаждения организма. Одним из важных средств защиты работающего от переохлаждения служит рациональная одежда. Она должна быть изготовлена из малотеплопроводной, влагоемкой и воздухопроницаемой ткани и не стеснять движений.
Для работающих в зимнее время на холоде или в неотапливаемых помещениях устанавливаются периодические перерывы в работе, засчитываемые как рабочее время, и устраиваются помещения с нормальной температурой для обогревания.
Повреждение тканей в результате воздействия низкой температуры называется отморожением. Причинами отморожения могут быть длительное воздействие холода, ветер, повышенная влажность, тесная или мокрая обувь, неподвижное положение, плохое общее состояние пострадавшего - болезнь, истощение, алкогольное опьянение, кровопотери и т. д. Отморожение может наступить даже при положительной температуре 3-7 °С. Ему более всего подвержены пальцы, кисти, стопы, уши, нос.
Наибольший процент отморожений и даже смертей в результате переохлаждения тела человека наблюдается при сочетании низкой температуры воздуха, высокой влажности и большой его подвижности (ветре). Это объясняется тем, что влажный воздух лучше проводит теплоту, а ветер способствует повышению теплоотдачи конвекцией.
Требования к микроклимату промышленных предприятий.
Рабочей зоной считают пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Допустимые уровни метеорологических факторов даны с учетом тяжести выполняемой работы. Это связано с тем, что при физической работе организм выделяет повышенное количество тепла, отдача которого зависит от внешней температуры воздуха.
При оценке уровней метеорологических факторов следует иметь в виду, что легкими считают работы с энергозатратами до 174 Дж/с (150 ккал/ч), средней тяжести – от 174 до 291 Дж/с (от 150 до 250 ккал/ч), тяжелыми – более 291 Дж/с (более 250 ккал/ч). Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10°С и выше, холодный – ниже + 10°С.
При кондиционировании воздуха в производственных помещениях необходимо соблюдать не допустимые, а оптимальные уровни микроклиматических факторов.
Повышенные требования предъявляют к нормированию метеорологических условий в кабинах машиниста локомотивов. Это связано с тем, что кабину машиниста нельзя рассматривать как обычное рабочее место. Производственная среда в ней должна способствовать поддержанию должного уровня бдительности машиниста, а следовательно, и повышению безопасности движения поездов.
Нормирование параметров метеоусловий (ГОСТ 12.1.005–88).
Нормы производственного микроклимата установлены в СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» и ССБТ ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.
В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.
В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005–88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.
Оптимальные условия микроклимата
Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.
Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно – эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.).
Перепады температуры воздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2°C и выходить за пределы величин
Допустимые условия микроклимата
Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они 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.
Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.
При обеспечении допустимых величин микроклимата на рабочих местах:
перепад температуры воздуха по высоте должен быть не более 3°C;
перепад температуры воздуха по горизонтали, а также ее изменения в течение смены не должны превышать:
– при категориях работ Iа и Iб – 4°C;
– при категориях работ IIа и IIб – 5°C;
– при категории работ III – 6°C.
При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы величин.
Мероприятия по обеспечению нормативных параметров микроклимата.
Для обеспечения нормативных параметров микроклимата в производственных помещениях проводятся технологические, технические, санитарнотехнические и организационные мероприятия.
Наиболее радикальными методами управления микроклиматом являются:
· максимально возможная механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ, выполнение которых сопровождается избыточным теплообразованием в организме человека;
· дистанционное управление теплоизлучающими поверхностями, исключающее необходимость пребывания работающих в зоне инфракрасного облучения;
· рациональное размещение и теплоизоляция оборудования, коммуникаций и других источников, излучающих теплоту в рабочую зону, так, чтобы исключалась возможность совмещения потоков лучистой энергии на рабочих местах. При возможности оборудование следует размещать на открытых площадках. Теплоизоляция его должна обеспечивать температуру наружных стенок не выше 45 °С;
· оборудование источников интенсивного влаговыделения с открытой поверхностью испарения (ванны, красильные и промывочные аппараты и другие емкости с водой или растворами) крышками или снабжение их местными отсосами.
При невозможности нормализации микроклимата в производственных помещениях следует применять защитные экраны, водяные и воздушные завесы, защищающие рабочие места от теплового излучения, а также водовоздушное или воздушное душирование.
Основной способ борьбы с лучистой теплотой (инфракрасным излучением) на рабочих местах заключается в изоляции излучающих поверхностей, т.е. создании определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов различных конструкций (жестких глухих, сетчатых полупрозрачных, водяных, водно-воздушных и др.) Действие защитных экранов заключается либо в отражении лучистой энергии обратно к источнику излучения либо в ее поглощении. По принципу работы различают отражающие, поглощающие и теплоотводящие экраны. Однако это деление условно, так как любой экран обладает способностью отражать, поглощать или отводить теплоту. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от преимущественного свойства последнего. В зависимости от возможности наблюдения за ходом технологического процесса экраны можно разделить на три типа: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.
Контроль параметров микроклимата проводится не менее трех раз в течение одного дня: в начале, середине и конце рабочей смены.
Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м- при выполнении работ стоя.
Интенсивность теплового излучения на постоянных и непостоянных рабочих местах необходимо определять в направлении максимума силы теплового излучения от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м.
Температура и относительная влажность воздуха измеряются аспирационными психрометрами типа МВ-4М или М-34. При отсутствии в местах измерения источников лучистой теплоты (инфракрасного излучения) температура и относительная влажность могут измеряться суточными и недельными термографами типа М-16 и гигрографами типа М-21 при условии сравнения их показаний с показаниями аспирационного психрометра. Для измерения относительной влажности и температуры могут использоваться современные приборы ИВТМ-7МК и ИВГ-1МК и др. Для измерения температуры нагретых тел, поверхностей стен, оборудования можно использовать термометры: контактный микропроцессорный ТК- 5М, переносной электронный 1503П, универсальный ТЕ8ТО 925, пирометр С-1 ЮЛ и др.
Скорость движения воздуха измеряется крылъчатыми анемометрами АСО-3 типа Б, если скорость лежит в пределах от 1 до 10 м/с, или чашечными, которые позволяют измерить скорость движения воздуха от 1 до 30 м/с. Для измерения небольших скоростей воздуха (0,02-2 м/с) необходимо использовать дифференциальный микроанемометр или электроанемометр. К анемометрам последнего типа относится термоанемометр типа ЭА-2М, который одновременно определяет температуру воздуха. Диапазон скоростей, измеряемых термоанемометром, лежит в пределах от 0,03 до 5 м/с. Скорость движения воздуха менее 0,3 м/с, особенно при наличии разнонаправленных потоков, можно измерять цилиндрическим или шаровым кататермометрами. Они позволяют определять диапазон скоростей воздуха от 0,1 до 1,5 м/с, обеспечивая при этом достаточную для практических целей точность измерений. Однако их не рекомендовано использовать при температуре воздуха выше 29 °С, при наличии вблизи точки измерения нагретых или охлажденных поверхностей.
Тепловое излучение измеряется различными приборами типа радиометров, актинометров, болометров, спектрорадиометров (РОТС-11, ДОИ-1, СРП-86). Кроме того, для измерения можно использовать актинометр Носкова, радиометр энергетической освещенности РАТ-2П-Кварц-41, портативный инфракрасный термометр ПИТ (пирометр), инфракрасный радиационный термометр ИРТ-2 и др.
Измерения должны проводиться метрологически аттестованными приборами. Диапазон измерений и допустимая погрешность измерительных приборов должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов.