bezopasnost_zhiznedeyatelnosti_uchebnik_bezopasnost_truda_na_zheleznodorozhnom_transporte_2014

Из выражения (8.1) следует, что тепловой баланс достигается в том случае, если общее количество выработанного тепла и запас тепла в организме равны полной теплоотдаче в окружающую среду. Таким образом, только при тепловом балансе между организмом и окружающей средой данный микроклимат создает приятное (комфортное) ощущение. Нарушение теплообмена ведет или к перегреву, или к охлаждению организма, что, в свою очередь, может отрицательно влиять на состояние здоровья человека и производительность труда.

Терморегуляция это процесс поддержания организмом человека температуры тела на уровне 36,6 °С независимо от температуры внешней среды.

Теплообмен является одним из основных видов взаимодействия организма человека и окружающей его среды.

Все виды энергии внутри организма человека переходят в тепловую энергию. При употреблении пищи тепловая энергия является результатом распада в органах пищеварения человека белков, жиров и углеводов, тепловая энергия образуется в результате работы мышц.

При расщеплении внутри организма 1 г белков выделяется 4,1 ккал, 1 г жиров — 9,3 ккал и 1 г углеводов — 4,1 ккал тепла.

При выполнении физической работы часть этой работы выделяется в виде тепловой энергии в окружающую среду.

Переход тепла от одного предмета к другому при соприкосновении их поверхностей называется теплопроводностью. Тепло перемещается от более теплого к более холодному предмету. Ощущение прикосновения к «теплому» или «холодному» предмету связано с направлением движения тепла за счет процесса теплопроводности. Лучшими проводниками тепла являются металлы, а худшими — газы.

Человек выделяет тепло в окружающую среду в основном через кожу и дыхание. Через кожу тепло выделяется за счет конвекции, излучения и испарения пота (теплота парообразования составляет 0,58 ккал или затраты энергии 0,59 Вт·ч на 1 г пота).

Конвекция представляет собой процесс переноса тепла от предмета, окруженного жидкой или газообразной средой, в окружающую среду. Поток тепла идет от более теплых к более холодным участкам среды. Если температура воздуха выше температуры тела,

331

тепло будет передаваться телу. Когда тело окружено неподвижным воздухом, от кожи отходит теплый воздух, переходя в окружающее пространство, переносит при этом как молекулы воздуха, так и тепловую энергию.

Такой процесс называется свободной конвекцией. Если окружающий воздух при этом движется, то такой процесс называется принудительной конвекцией. Вот почему при сильном ветре температура воздуха ощущается более низкой, чем в действительности.

Излучение тепла происходит в форме электромагнитных волн (инфракрасное излучение). Излучающая способность поверхности связана с ее свойствами как излучателя, тело человека хорошо поглощает и также хорошо излучает инфракрасное (тепловое) излучение.

Испарение воды (пота) с поверхности тела охлаждает поверхность, так как энергия тратится на переход жидкости в газообразное состояние. Почти в любых условиях окружающей среды вода непрерывно испаряется с поверхности тела и составляет важный механизм теплоотдачи. Объем потери воды организмом зависит от внешних условий (факторов), особенно от температуры и влажности воздуха.

Дыхание — одна из важнейших физиологических функций человека. Оно обеспечивает жизнедеятельность организма за счет обогащения кровеносной системы кислородом воздуха.

В покое число дыхательных движений в минуту колеблется в пределах 12—24, а объем легочной вентиляции — в пределах 4—10 л, чаще 6—8 л. При выполнении физической работы объем вентиляции легких возрастает в несколько раз и может быть увеличен до 100—150 л/мин за счет учащения дыхания и, главным образом, увеличения глубины вдоха. Чем выше объем выдыхаемого воздуха, тем больше теплоотдача в окружающую среду.

Состояние организма, при котором количество образовавшегося в нем тепла равно количеству тепла, выделенного во внешнюю среду за тот же промежуток времени, называют состоянием теплового равновесия. Такое состояние организма является наиболее благоприятным для его жизнедеятельности.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение в помещениях нормальных метеорологических условий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

332

Метеорологические условия в производственных помещениях, или их микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.

Под микроклиматом производственных помещений понимается климат окружающей человека внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих его поверхностей.

Перечисленные параметры — каждый в отдельности и в совокупности — оказывают влияние на работоспособность человека, его здоровье.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений — холода или перегрева.

В помещениях, где отсутствуют посторонние источники тепла, чтобы определить, создает ли комплекс метеорологических факторов нормальный тепловой обмен человека со средой, пользуются

номограммой эквивалентно-эффективных температур.

Температура неподвижного воздуха при 100 % относительной влажности, которая создает такие же тепловые ощущения, какие создает любая комбинация метеорологических параметров, называется эквивалентно-эффективной температурой.

Эквивалентно-эффективная температура является приведенным показателем всех метеорологических параметров. Если tэкв лежит в пределах «зоны комфорта», это означает, что весь комплекс метеорологических параметров обеспечивает нормальный тепловой обмен. Если же tэкв выходит за пределы «зоны комфорта», то по номограмме легко найти пути приведения того или иного параметра к оптимальным условиям (рис. 8.1).

Интенсивность теплоотдачи зависит не только от температуры, влажности, давления и подвижности воздуха, но и от средней температуры поверхностей отопительных приборов, нагретых обрабатываемых деталей и их расположения относительно человека.

333

Рис. 8.1. Номограмма эквивалентно-эффективных температур

Система терморегуляции человека в состоянии поддерживать тепловой баланс со средой при температуре +(14—23) °С.

Для подобных условий оценка микроклимата определяется на основе показателя теплового самочувствия S, который рассчитывается по следующему эмпирическому выражению:

S = 7,83 – 0,ltc – 0,0968Тп – 0,2796е – 0,0367(37,8 – tc) U ,

где tc — температура воздуха (на уровне дыхания), °С;

Тп — средняя температура окружающих поверхностей;

U — скорость движения воздуха (на высоте 0,5 м от пола), м/с; е — давление водяного пара (Абсолютная влажность), гПа.

334

Если S = 1, то жарко; S = 2, слишком тепло; S = 3, тепло; S = 4, комфортные условия; S = 5, прохладно; S = 6, холодно и S = 7, очень холодно.

8.2. Параметры микроклимата. Термины и определения

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 изменяться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.

Впроизводственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха.

Всоответствии 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 °С, 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.

335

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, выраженное в граммах.

Максимальная влажность (Е) — упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м3 воздуха при данной температуре.

Относительная влажность (R) — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Тепловая нагрузка среды (ТНС) — сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым показателем в °С.

Производственные помещения — замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей.

Рабочее место — участок помещения, на котором в течение рабочей смены или части ее осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом могут быть несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом считается вся площадь помещения.

Холодный период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 °С и ниже.

Теплый период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С.

Среднесуточная температура наружного воздуха — среднее значение температуры наружного воздуха, измеренное в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы.

Нагревающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором нарушается теплообмен человека с окружающей средой. В организме происходит накопление тепла выше верхней оптимальной границы (0,87 кДж/кг) и/или увеличение доли потерь тепла испарением пота

336

(>30 %) в общей структуре теплового баланса, а также появляются общие или локальные дискомфортные тепловые ощущения (слегка тепло, тепло, жарко).

Охлаждающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата, при котором изменение теплообмена организма приводит к образованию общего или локального дефицита тепла в организме ниже верхней оптимальной границы (0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры «ядра» и/или «оболочки» тела (температура «ядра» и «оболочки» тела — соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).

Разграничение работ по категориям осуществляется на основе интенсивности общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). Характеристика отдельных категорий работ (Iа, Iб, IIа, IIб, III) представлена ниже.

Ккатегории Ia относятся работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).

Ккатегории Iб относятся работы с интенсивностью энерготрат 121—150 ккал/ч (140—174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.).

Ккатегории IIа относятся работы с интенсивностью энерготрат 151—200 ккал/ч (175—232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

Ккатегории IIб относятся работы с интенсивностью энерготрат 201—250 ккал/ч (233—290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением

ипереносом тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Ккатегории III относятся работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передви-

337

жениями, перемещением и переносом значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, в литейных цехах с ручной набивкой и заливкой, на машиностроительных и металлургических предприятиях и т.п.).

8.3. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата

Нормы производственного микроклимата установлены в СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» и ССБТ «Общие санитарно-гигиениче- ские требования к воздуху рабочей зоны». В табл. 8.1 приведены параметры микроклимата при их разбивке по классам условий труда. Кроме того, в Санитарных правилах по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте СП 2.5.1198—03 приведены требования к микроклимату подвижного состава. Классы условий труда по микроклимату для холодного и теплого периодов года приведены в табл. 8.2 и табл. 8.3 соответственно. Они едины

								Таблица 8.1
		Параметры микроклимата для классов условий труда
					Класс условий труда
			опти-	допус-					опас-
			маль-
				тимый,	вредный, класс 3				ный,
			ный,
	Параметр воздуха			класс 2					класс 4
			класс 1
					1-я	2-я	3-я	4-я
					степень	степень	степень	степень
					3.1	3.2	3.3	3.4
	Категория	Энерго-			Температура, °С
		затраты,
	работ	Вт/м2
		58—77	по СН	по СН	18—20	16—18	14—16	12—14	—
	1а 1б	78—97	То же	То же	17—19	15—17	13—15	11—13	—
		98—129	-----	-----	14—16	12—14	10—12	8—10	—
	IIа II6 III
		130—160	-----	-----	13—15	11—13	9—11	7—9	—
		161—193	-----	-----	12—14	10—12	8—10	6—8	—
	Влажность, %		по СН	по СН		Требования отсутствуют
	Скорость, м/с		по СН	по СН		Смотри примечание

338

Таблица 8.2

Классы условий труда для открытых территорий в холодный период года и в холодных помещениях

Класс условий труда

вредный, класс 3

допусти-

1-я

2-я

3-я

4-я

опасный,

Клима-

мый,

степень,

степень,

степень

степень,

класс 4

класс 2

тическая

класс

класс

класс

класс

зона

3.1

3.2

3.3

3.4

Нижняя граница температуры относительно неподвижного возду-

ха, °С (при повышении скорости ветра на каждые 1 м/с абсолют-

ное значение температуры должно уменьшаться на 2,2 °С)

Iа, Iб

–30,0

–36,0

–38,5

–40,8

–60,0

Ниже –60

–38,0—

–42,2—

–48,9—

–54,4—

–70,0—

Ниже –70

II

–23,0

–29,4

–31,5

–35,7

–48,0

Ниже –48

III

–15,9

–21,3

–23,0

–26,0

–37,0

Ниже –37

Таблица 8.3

Классы условий труда по показателям микроклимата в теплый период года

Класс условий труда

Вредный, класс 3

Параметр

опти-

допус-

1-я

2-я

3-я

4-я

опасный,

воздуха

мальный,

тимый,

степень,

степень,

степень,

степень,

класс 4

класс 1

класс 2

класс

класс

класс

класс

3.1

3.2

3.3

3.4

Температу-

ра, °С

Скорость,

по СН

по СН

по значениям WBGT-показателя

м/с

Влажность,

%

Плотность

теплового

по СН

по СН

1201—

1501—

2001—

2501—

>3500

излучения,

1500

2000

2500

3500

Вт/мг

339

для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

Вэтих 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.

Врабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ

могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

8.4. 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 параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 8.4, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.

Оптимальные значения показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются операторские работы, связанные с нервноэмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.).

Перепады температуры воздуха по высоте и горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных условий микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 °С и выходить за пределы значений, приведенных в табл. 8.4 для отдельных категорий работ.

340