10 микроклимат производственных помещений. V. Микроклимат производственных помещений. Скорость движения воздуха

Микроклимат производственных помещений

Человек находится в постоянной взаимосвязи с окружающей его средой. По мере возможности он приспосабливается к ней, а при невоз­можности всœеми доступными средствами приспосабливает ее к себе, обеспечивая тем самым условия для своего нормального существования.

Работающий человек примерно одну треть своего времени находит­ся на производстве во взаимосвязи с производственной средой, которая характеризуется различными факторами: микроклиматом производ­ственных помещений, интенсивностью технологических процессов, при­меняемыми материалами и механизмами и т.д.

Микроклиматом производственных помещений называются метеорологиче­ские условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влаж­ности, скорости движения воздуха и теплового облучения.

Показателями, характеризующими микроклимат в производ­ственных помещениях, являются:

Температура воздуха;

Температура поверхностей;

Относительная влажность воздуха;

Скорость движения воздуха;

Интенсивность теплового облучения.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение тепло­вого баланса человека с окружающей средой и поддержание оптималь­ного или допустимого теплового состояния организма.

Организм человека представляет собой термодинамическую сис­тему с высоким постоянством средней температуры тела при значительно меняющихся условиях поступления и потерь тепла.

Стоит сказать, что для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной тем­пературы его внутренних органов (приблизительно 36,6 °С). Но в про­цессе труда человек постоянно находится в состоянии теплового взаимо­действия с окружающей средой. Способность человеческого организ­ма к поддержанию постоянной температуры носит название терморе­гуляции. Терморегуляция достигается отводом излишнего тепла в процессе жизнедеятельности от организма в окружающее пространст­во. Эта величина зависит от степени физической нагрузки и парамет­ров микроклимата в помещении (в состоянии покоя - 85 Вт, возрас­тая при тяжелой физической работе до 500 Вт).

Путями такой теплоотдачи являются: теплопроводность через одежду (Q T); конвекции тела (Q к), излучения на окружающие поверхности (Q н), испарения влаги с поверхности кожи (Q исп), а также за счёт нагрева выдыхаемого воздуха (Q в ), что представлено урав­нением теплового баланса

Q общ = Q Т + Q к + Q и + Q исп + Q в. (3.1)

Вклад перечисленных составляющих передачи тепла непостоя­нен и зависит от параметров микроклимата в помещении, от темпе­ратуры стен, потолка, оборудования. Теплоотдача конвекцией за­висит от температуры воздуха в помещении и скорости его движе­ния на рабочем месте, а отдача теплоты путем испарения - от от­носительной влажности и скорости движения воздуха. До 90 % от­вода общего количества тепла осуществляется через излучение, конвекцию и испарение.

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона

Q к = a к F э (t пов – t ос), (3.2)

где а к - коэффициент теплоотдачи конвекции (при нормальных параметрах микроклимата a к =4,06 Вт/(м 2 ×°С); t пов -температу­ра поверхности тела человека (принимать зимой 27,7 °С, летом 31,5 °С); t ос - температура воздуха, омывающего тело человека; F э -эффективная поверхность тела человека (для практических расчетов F э = 1,8 м 2).

Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 8 мм при скорости движения воздуха n = 0) препятст­вует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (Р) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается, и при скорости движения воздуха 2 м/с она составля­ет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.

Передача теплоты теплопроводностью описывается уравнением Фурье:

где l 0 - коэффициент теплопроводности тканей одежды челове­ка, Вт/ (м ×°С); D 0 - толщина одежды человека, м.

Теплопроводность биологических тканей человека мала, поэто­му основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он должна быть определœен с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана

где C пр - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м 2 ×К 4); F- площадь поверхности лучистого потока, м 2 ; Y 1-2 - коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхно­стей F 1 и F 2 и показывающий долю лучистого потока, приходя­щуюся на поверхность F 2 от всœего потока, излучаемого поверхно­стью F 1 ;T 1 - средняя температура поверхности тела и одежды че­ловека, °К; Т 2 - средняя температура окружающих поверхностей, °К.

Для практических расчетов в диапазоне температур окружаю­щих человека предметов 10…60 °С приведенный коэффициент излу­чения С пр = 4,9 Вт/(м 2 ×К 4), а коэффициент облучаемости Y 1-2 =1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты e итемпературы окружающих человека предметов, ᴛ.ᴇ. Q л = f (Т оп; e).

Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воз­духа кровеносные сосуды кожи сужаются, благодаря чему замед­ляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача в окру­жающую среду.

Повышенная влажность (b> 85 %) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой вследствие уменьшения испарения влаги с поверхности кожи, а низкая влажность (b< 20 %) приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Движение воздуха в помещении улучшает теплообмен между те­лом человека и внешней средой, но излишняя скорость движения воздуха (сквозняки) повышает вероятность возникновения про­студных заболеваний.

Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую сре­ду при испарении влаги, выводимой на поверхность тела потовыми желœезами:

Q п = G п ×r, (3.5)

где G n - масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r - теп­лота испарения выделяющейся влаги, Дж/кᴦ.

Различают острые и хронические формы нарушение терморегуляции.

Острые формы нарушения терморегуляции :

- тепловая гипертермия - теплоотдача при относительной влаж­ности воздуха75…80 % - легкое повышение температуры тела, обильное потоотделœение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникает также одышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.

-судорожная болезнь - преобладание нарушения водно-солево­го обмена - различные судороги, особенно икроножных мышц, сопровождаемые большой потерей пота͵ сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость её движения уменьшается и в связи с этим клетки не получают крайне важно го количества кислорода.

- тепловой удар - дальнейшее протекание судорожной болезни - потеря сознания, повышение температуры до 40…41 °С, слабый учащенный пульс. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделœения.

Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться и смертельным исходом.

Хронические формы нарушения терморегуляции приводят к изменениям в состоянии нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем человека, формируя производственно-обусловленные заболе­вания.

Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног кончиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всœего орга­низма. Широко распространены вызываемые охлаждением заболева­ния периферийной нервной системы, особенно пояснично-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плев­рит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др.

Влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией, что это приводит к большому обморо­жению (даже смерти) при условии низкой температуры, высокой влажности и подвижности воздуха.

Выделяют три стадии охлаждения организма челове­ка, которые характеризуются следующими показателями;

I-II стадии - температура тела от 37 до 35,5°С. При этом происходит:

Спазм сосудов кожи;

Урежение пульса;

Снижение температуры тела;

Повышение артериального давления;

Увеличение легочной вентиляции;

Увеличение теплопродукции.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в пределах до 35 °С организм пытается бороться собственными силами против охлаждающего микроклимата.

III стадия - температура тела ниже 35 °С. При этом происходит: падение температуры тела;

Снижение деятельности центральной нервной системы;

Снижение артериального давления;

Уменьшение легочной вентиляции;

Уменьшение теплопродукции.

Заболевания, вызываемые охлаждением: обморожения, отеки лок­тей и ступней, острые респираторные заболевания и грипп.

Создание благоприятного микроклимата рабочей зоны является гарантом поддержания терморегуляции организма, повышения работоспособности человека на производстве.

Министерством здравоохранения Российской Федерации (с 2004 ᴦ. - Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации) разработаны гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений, которые устанавливаются с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.

Нормативные документы определяют понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционально­го и теплового состояния организма без напряжения механизмов его терморегуляции. Οʜᴎ обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работо­способности (табл. 3.1).

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 °С и выходить за пределы величин, указанных в табл. 3.1 для отдельных категорий работ.

Допустимыми условиями являются такие, которые при длитель­ном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функциональ­ного и теплового состояния организма, сопровождающиеся напря­жением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но мо­гут наблюдаться временное ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Таблица 3.1

Оптимальные величины показателœей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

ГОСТ 12.1.005-88 ʼʼВоздух рабочей зоны Общие санитарно-гигиенические требованияʼʼ устанавливает оптимальные и допус­тимые параметры микроклимата в производственном помещении исходя из тяжести выполняемых работ, количества избыточ­ного тепла в помещении и сезона (времени года). Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обес­печиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.

В соответствии с этим ГОСТом различают холодный и переход­ный периоды года (со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 °С), а также теплый период года (с температурой +10 °С и выше).

По количеству избыточного тепла всœе производственные поме­щения делятся исходя из избытка явной теплоты, ᴛ.ᴇ. тепло­ты, поступающей в них от оборудования, отопительных приборов, солнечного нагрева, людей и любых других источников воздейст­вия на температуру воздуха в данном помещении. Помещения с не­значительными избытками явной теплоты (Q ЯТ < 23,2 Дж/м 3 ×с) от­носятся к ʼʼхолоднымʼʼ, а со значительными избытками явной теп­лоты (Q ЯТ > 23,2 Дж/м 3 ×с) - к ʼʼгорячимʼʼ.

Условия труда по показателям микроклимата делятся на 4 класса:

- нагревающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, при котором происходит накопление тепла в организме выше оптимального (> 0,87 кДж/кг) или увеличение доли потери тепла испарения > 30 % в общей структуре теплового баланса (характерен для машинных отделœений судов, секций тепловозов, кузнечных, сварочных, литейных цехов или ремонтных участков транспортных предприятий);

- охлаждающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, приводящее к дефициту тепла в организме (> 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры оболочки тела (верхних слоев тканей) (характерен для рефрижераторных секций на желœезных дорогах и рефрижераторных трюмов на судах, неотапливаемых складов, а также депо в зимнее время, куда поступает подвижной состав после длительного нахождения на холоде);

- переменный (охлаждающий и нагревающий), встречающийся при работе экипажей судов;

- умеренного термического действия , присущий большинству производственных цехов обслуживающих предприятий транспорта и административных помещений.

Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий.

1. Отопление –совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи крайне важно го количества теплоты в обогреваемых помещениях.

Системы отопления подразделяются:

По расположению базовых элементов – на местные и центральные;

По виду теплоносителя – на водяные, паровые, воздушные и газовые.

2. Защита от теплового излучения:

Теплоизоляция – температура нагретых поверхностей оборудования, коммуникаций и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 °С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, – не должна превышать 35 °С (в качестве теплоизоляционных используются мастичные, оберточные и засыпные материалы);

Экранирование – использование теплоотражающих, теплопоглощающих и теплоотводящих экранов;

Мелкодисперсное распыление воды – водяные завесы;

Воздушное душирование рабочих мест;

Оптимальное размещение оборудования и рабочих мест.

3. Герметизация помещений –улучшение плотности подгонки дверей, рам, заслонок и т.п.; двойное застекление; оборудование шлюзов; устройство тепловых воздушных завес.

5. Кондиционирование – искусственная автоматическая обработка воздуха с целью поддержания в помещениях заранее заданных метеорологических условий, независимо от изменения наружных условий и режимоввнутри помещения.

6. Рациональные режимы труда и отдыха – организация дополнительных перерывов в рабочей смене для обогрева или охлаждения работников в специально оборудованных для этой цели помещениях.

7. Рациональный питьевой режим и медицинские средства профилактики.

Рассмотрим более подробно наиболее эффективные методы защиты от неблагоприятного воздействия микроклимата.

Микроклимат производственных помещений - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Микроклимат производственных помещений" 2017, 2018.

V. МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

1. Параметры микроклимата и их измерение

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 ограждающихконструкций (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 0 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.

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 м 3 воздуха, выражаемое в граммах.

Максимальная влажность (F) - упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре.

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

Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Измерение параметров микроклимата.

В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров.

Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры. При использовании психрометров дополнительно измеряют атмосферное давление с помощью барометров – анероидов.

Скорость движения воздуха измеряется крыльчатыми и чашечными анемометрами.

Рассмотрим примеры приборов, традиционно используемых для измерения параметров микроклимата.

Аспирационный психрометр МВ-4М

Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50 0 С. Цена деления шкал термометров не более 0,2 0 С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой, заводимой ключом и предназначенной для прогона воздуха через трубки с целью сделать более интенсивным испарение воды со смоченного термометра.

Анемометр крыльчатый АСО-3

Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с. Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с.

В последнее время для определения параметров микроклимата производственных помещений успешно применяются аналого-цифровые приборы.

Портативный измеритель влажности и температуры ИВТМ – 7

Прибор предназначен для измерения относительной влажности и температуры, а также для определения других температуро-влажностных характеристик воздуха. В качестве чувствительного элементаизмерителя температурыиспользуется пленочный терморезистор, выполненный из никеля. Чувствительным элементом измерителя относительной влажности является емкостной датчик с изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Принцип работы прибора основан на преобразовании емкости датчика влажности и сопротивления датчика температуры в частоту с дальнейшей обработкой ее с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер обрабатывает информацию, отображает ее на жидкокристалическом индикаторе и одновременно выдает с помощью интерфейса RS – 232на компьютер.

Анемометр Testo – 415

Прибор предназначен для измерения скорости воздуха и температуры в помещениях. Информация отображается на большом двухстрочном дисплее. Прибор имеет возможность усреднения результатов измерений по времени и числу замеров.

Микроклимат производственных помещений имеет ключевое значение в обеспечении работоспособности и здоровья персонала. Оптимальные условия трудовой деятельности являются определяющим критерием, гарантирующим полноценное протекание производственного цикла без ущерба для работающих.

На сегодняшний день человечество не располагает реально действенными средствами управления климатообразующими процессами, что не позволяет действенно корректировать погодные условия и поддерживать определенные параметры атмосферы. Поддержание трудоспособности на должном уровне возможно исключительно в условиях замкнутой среды с помощью современных систем контроля за относительной влажностью воздуха и климатом внутри цеха в общем.

Характеристика микроклимата на производстве

Производственным климатом считается многообразие внутренних климатических факторов среды конкретного помещения, оказывающих какое-либо влияние на самочувствие работающих и их работоспособность. Если на критерии внешних условий повлиять практически невозможно, то отрегулировать параметры микроклимата помещений производства внутри цеха с учетом климатических особенностей региона возможно. Поддержание соответствующего баланса является важнейшей задачей, призванной оптимизировать производственный цикл и сохранить здоровье работающих.

Факторов, оказывающих существенное влияние на климатические условия внутри цеха достаточно много. Поэтому для упрощения контроля над ними принята следующая классификация, разделяющая все многообразие природных и техногенных условий на две группы:

• Регулируемыми считаются такие критерии, на которые человек способен оказать какое-либо воздействие либо полностью откорректировать. Среди них выделяют конструкцию цеха, наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ, показатели теплового либо радиационного излучения, количество персонала в здании, интенсивность и направленность воздушных потоков.
• Нерегулируемыми считаются такие показатели, которые не поддаются управлению, несмотря на все усилия со стороны человека. Среди них выделяют высоту над уровнем моря, тип местности, направление ветра, климатический пояс и т.д.

Влияние нерегулируемых факторов создает специфические условия, которые далеко не всегда являются приемлемыми для работы людей. Корректировка и приведение характеристик микроклимата в соответствие с принятыми нормами осуществляется за счет регулируемых параметров. Именно с их помощью в помещении создается максимально благоприятная среда для нахождения людей и их полноценной работы.

Влияние микроклиматических условий на физиологию человека

Оптимальные значения микроклимата производственной среды способствуют поддержанию термического и функционального баланса организма. Сочетание подобных условий способствует повышению работоспособности человека и стимулирует удовлетворенность окружающей средой, положительно сказываясь на производительности труда. Поэтому соблюдение оптимального баланса является важной частью организации производственного цикла.

Периодическое влияние допустимых климатических критериев среды производства приводит к дисбалансу функционального и теплового состояния человека.

Нормализация основных процессов осуществляется за счет эпизодического либо постоянного включения терморегуляционных качеств организма. Как правило, его активизация не оказывает масштабного воздействия на здоровье. Однако так или иначе приводит к появлению дискомфорта, снижению трудоспособности и общему ухудшению самочувствия.

Составление характеристики микроклимата базируется на нескольких критериях, прямо или косвенно воздействующих на состояние организма людей. Их перечень имеет следующий вид:

• влажность производственной среды;
• температура воздуха;
• направление и интенсивность воздушных потоков;
• термическое состояние окружающих поверхностей.

Список факторов, влияющих на функциональность человеческого организма, состоит всего из 4-х критериев. Именно они оказывают прямое воздействие на самочувствие, формируя микроклимат в цеху. Тепловое влияние и уровень влажности считаются определяющими параметрами, поскольку оказывают прямое влияние на терморегуляционные процессы.

Нормативные требования к микроклимату на производстве

Нормативные климатические показатели в цеху имеют прямую зависимость от сезонности и сложности работы, производимой сотрудниками. Разделение по сезонам дает возможность корректировать температурные значения внутри помещения с наибольшей эффективностью. При этом теплой считается та часть сезона, которая характеризуется среднесуточными значениями температуры свыше +10° градусов, а холодной - ниже +10°. Данное разделение регламентируется государственным документом: СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» .

В расчет гигиенических требований к микроклимату производственных помещений берется аналогичная модель разделения по сложности работ, которых существует несколько:

• 1 категория - легкие. Охватывает все виды работ, на осуществление которых затрачивается 90-150 ккал в час.
• 2 категория - средние. Охватывает те разновидности работ, при осуществлении которых человеческий организм затрачивает 150-290 ккал в час.
• 3 категория - тяжелые. Также включает в себя все направления труда, при которых расход энергии варьируется в промежутке 290-350 ккал в час.

Подобная градация играет основополагающую роль в формировании микроклиматических показателей помещений производства. Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны четко описывают особенности технологического цикла и его воздействие на человека. Лишь соблюдение всей совокупности необходимых (температурных, физических условий и полноценной вентиляции) дает возможность организовать полноценных производственный процесс без угрозы для работающих.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата на рабочих местах

Классификация производственного микроклимата основана всего на 2-х основных показателях: оптимальных и допустимых. Каждая из этих подгрупп имеет свои особенности, исходя из которых производится расчет микроклимата на рабочем месте.

Оптимальные климатические параметры рассчитываются исключительно для рабочих мест постоянного характера. Основные температурные показатели воздушных масс не могут отходить от нормы даже на 1°-2° градуса. Термическое состояние окружающих поверхностей производственной зоны не может быть отличным от номинального более чем на 2° градуса в любую сторону. В целом, оптимальные величины микроклимата имеют следующий вид:

В зависимости от степени тяжести труда в холодный период:

• Легкий. Температура 21°-24° градуса. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1 м/сек.
• Средний. Температура 17°-21° градус. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,2 м/сек.
• Тяжелый. Температура 16°-18° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3 м/сек.

В зависимости от степени тяжести труда в теплый период:

• Легкий. Температура 22°-25° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,2 м/сек.
• Средний. Температура 20°-23° градуса. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3 м/сек.
• Тяжелый. Температура 18°-20° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,4 м/сек.

Оптимальные условия для труда способствуют сохранению внутреннего баланса человека, поддерживая его трудоспособность на должном уровне. Допустимые параметры климата актуальны в конкретных ситуациях, когда в силу разнообразных причин возможность организации наилучших условий труда в производственной зоне ограничена. Температура окружающих поверхностей и совокупное термическое состояние рабочего места не может отходить от нормативных параметров выше, чем на 3° градуса.

Применяются они как для производственных мест переменного, так и постоянного типа. Вне зависимости от теплофизических особенностей технологического процесса, допустимые параметры труда имеют следующий вид (в холодный период):

• Легкий. Температура 24°-26° (на постоянных) и 17°-21° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,2 м/сек.
• Средний. Температура 21°-23° (на постоянных) и 13°-17° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3-0,4 м/сек.
• Тяжелый. Температура 19°-20° (на постоянных) и 13°-0° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,5 м/сек.

В теплую пору года допустимые критерии микроклимата имеют следующий вид:

• Легкий. Температура 28°-30° (на постоянных) и 19°-22° (на не постоянных) градусов. Влажность 55-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,3 м/сек.
• Средний. Температура 27°-29° (на постоянных) и 15°-18° (на не постоянных) градусов. Влажность 65-70%. Интенсивность перемещения воздуха 0,2-0,5 м/сек.
• Тяжелый. Температура 26°-28° (на постоянных) и 13°-15° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,5-0,6 м/сек.

Подобная градация должна полностью соблюдаться вне зависимости от тонкостей производственного цикла и интенсивности теплового облучения работающих. Не выполнение приведенных выше норм считается грубейшим нарушением и является причиной остановки работы производства.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны имеет строго определенные нормативы. При этом определен целый перечень вредоносных элементов и их предельно-допустимые концентрации (ПДК). Превышать данные показатели на рабочих участках любого типа строго запрещено. Пренебрежение данными нормами влечет за собой угрозу жизни для здоровья людей и, соответственно, остановке производства.

Контроль параметров микроклимата

Изменения микроклимата на рабочем месте неминуемо влияют на человека, его трудоспособность и самочувствие. Существует несколько специализированных приборов, предназначенных для осуществления контроля параметров микроклимата на производстве. Измерение показателей микроклимата производится на протяжении всего рабочего дня, т.е. перед началом работ, в середине смены и ее окончании. Измерения требуется проводить согласно следующей таблицы из СанПиН:

Контроль осуществляется не реже 2-х раз на год в рамках санитарного надзора либо же при вводе нового оборудования в эксплуатацию. Для определения основных величин микроклиматических условий применяется следующее оборудование:

• Психрометр аспирационного типа. Прибор предназначен для снятия термических показателей в воздухе производственной зоны.
• Психрометры или записывающие гигрографы. Предназначены для снятия параметров влажности воздуха.
• Термопары и электротермометры. Определяют термическое состояние поверхностей.
• Ротационный анемометр. Измеряет скорость движения воздуха по периметру производственной зоны.
• Актинометр, болометр, радиометры. Определяют интенсивность инфракрасного облучения.

Использование всех этих приборов дает возможность получить определенную картину климатических условий и проанализировать ее. На основании полученных данных делается вывод о состоянии климатических условий и необходимости их корректирования. Отклонение хотя бы по одному из параметров требует немедленного внесения изменений в существующий производственный цикл и приведение условий труда к оптимальным.

Мероприятия по обеспечению оптимальных микроклиматических условий

Компенсация неблагоприятных производственных условий направлена на организацию полной безопасности жизнедеятельности работающих и поддержание их трудоспособности на надлежащем уровне. Нормализация показателей микроклимата производится за счет рационального подхода к планированию рабочего пространства и правильного размещения оборудования. Ограничение термических перегрузок достигается путем автоматизации горячих и вредных производственных процессов.

Для выведения избыточного тепла используются системы естественной либо принудительной вентиляции. В зависимости от интенсивности термической нагрузки они должны обеспечивать нормализацию температурных показателей до нормативных значений. По возможности вентиляционные шахты располагаются непосредственно над прямыми источниками теплового излучения для обеспечения лучшей циркуляции воздуха.

Ограничение и корректировка термического воздействия на участках замкнутого типа производится за счет использования кондиционирования с возможности регулировки интенсивности воздушного потока.

При невозможности соблюсти требования к вентиляции производственных помещений и норм теплового контроля применяются защитные средства индивидуального типа такие, как спецодежда, обувь, очки, головные уборы и респираторы.

Видео по теме статьи:

Микроклимат производственных помещений – это комплекс фи­зических факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека и определяющих самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда. Поддержание микроклимата рабочего места в пределах гигиенических норм – важнейшая задача охраны труда.

Показатели микроклимата:

1. Температура воздуха;
2. Относительная влажность воздуха;
3. Скорость движения воздуха;
4. Мощность теплового излучения.

Воздушная среда из всех элементов, составляющих среду обитания и деятельности человека, является важнейшей. Природный воздух представляет собой сложную динамическую систему, образованную различными газами (и парами) и находящимися во взвешенном состоянии мельчайшими твердыми и жидкими частицами – аэрозолями .

Под загрязнением воздуха понимается прямое или косвенное введение в него любого вещества в таком количестве, которое изменяет качество и состав чистого атмосферного воздуха, нанося вред людям, живой и неживой природе.

Важнейшим газообразным веществом, определяющим качество воздуха, является водяной пар. Чем сильнее нагрет воздух, тем большее количество водяного пара он может содержать. Отношение содержащегося водяного пара к тому предельному количеству, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, называется относительной влажностью .

Важнейшей характеристикой воздушной среды является барометрическое давление , поскольку разница барометрического давления и давления воздуха в альвеолах легких определяет величину газообмена. Барометрическое давление считается и называется нормальным на уровне моря (одна атмосфера) и экспоненциально убывает с высотой.

Помимо газового состава и барометрического давления, важнейшей характеристикой воздушной среды служит температура воздуха . В сочетании с подвижностью (скоростью) движения воздуха относительно тела человека температура воздуха определяет характер теплообмена – нагрев или охлаждение тела человека.

Жизнедеятельность человека может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, что достигается за счет системы терморегуляции и деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндо­кринной и систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмен.

Для сохранения постоянной температуры тела организм должен находиться в термостабильном состоянии, которое оценивается по тепловому балансу. Тепловой баланс достигается ко­ординацией процессов теплопродукции и теплоотдачи.

Микроклимат по степени влияния на тепловой баланс человека подразделяется на:

• нейтральный;
• нагревающий;
• охлаждающий.

Нейтральный микроклимат – это такое сочетание его составляющих, которое при воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма, разность между величиной теплопродукции и суммарной теплоотдачей находится в пределах ± 2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%.

Охлаждающий микроклимат – это сочетание параметров, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду над величиной теплопродукции организма, приводящее к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (>2 Вт).

Охлаждающий микроклимат приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обусловливает возникновение заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистой системы. Охлаждение человека (как общее, так и локальное) приводит к изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и спо­собность выполнять точные операции, вызывает тормозные процессы в коре головного мозга, что может быть причиной возникновения различных форм травматизма. При локальном охлаждении кистей снижается точность выполнения рабочих операций.

Нагревающий микроклимат – сочетание его параметров, при котором имеет место изменение теплообмена человека с окружающей средой, проявляющееся в накоплении тепла в организме (>2 Вт) и/или в увеличении доли потерь тепла испарением влаги (>30%).

Воз­действие нагревающего микроклимата вызывает нарушение состояния здоровья, снижение работоспособности и производительности труда. Нагревающий микроклимат может привести к заболеванию общего характера, которое проявляется чаще всего в виде теплового коллапса. Он возникает вследствие расширения сосудов и уменьшения давления в них крови. Обморочному состоянию предшествует головная боль, чувство слабости, головокружение, тошнота.

Тепловой удар очень опасен. Даже при раннем выявлении каждый пятый случай является смертельным. При общем тепловом застое значительно повышается тем­пература тела, что приводит к прямому повреждению тканей, особенно центральной периной системы. Тошнота и рвота предшествуют шоковой стадии с глубокой потерей сознания, иногда сопровождающейся судо­рогами. Вследствие расстройства центра терморегуляции снижается потообразование. Кожа горячая, сухая, сначала имеет красный цвет, а потом приобретает серую окраску. Смертность тем выше, чем выше температура тела.

В результате солнечного удара в первую очередь нарушаются функции головного мозга из-за местного перегревания незащищенной от солнца головы.

Тепловое состояние человека – это функциональное состояние организма, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, характеризующееся содержанием и распределением тепла в глубоких и поверхностных тканях организма, а также степенью напряжения ме­ханизмов терморегуляции.

Тепловое состояние человека классифицируется на:

• оптимальное;
• допустимое;
• предельно допустимое;
• недопустимое.

Разработан метод оцен­ки теплового состояния в целях обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест, а также меры профилактики по защите работающих от возможного охлаждения и перегревания.

По степени влияния на само­чувствие человека, его работоспособность микроклиматические условия подразделяются на:

• оптимальные;
• допустимые;
• вредные;
• опасные.

Нормативные гигиенические требования к отдельным показателям микроклимата, их сочетаниям, разработанные на основе изучения теплообмена и теплового состояния организма человека в микро­климатических камерах и в производственных условиях, а также на основе клинических и эпидемиологических исследований, изложены в СанПиН 2.2.4.548-96.

Защита работников от перегревания и переохлаждения

Профилактика перегрева организма работника в нагревающем микроклимате включает следующие мероприятия:

• нормирование верхней границы внешней термической нагрузки на допустимом уровне применительно к восьмичасовой рабочей смене;
• регламентация продолжительности воздействия нагревающей среды для поддержания среднесменного теплового состояния на опти­мальном или допустимом уровне;
• использование специальных средств коллективной и индивиду­альной защиты, уменьшающих поступление тепла извне к поверхности тела человека и обеспечивающих допустимый тепловой режим.

Защита от охлаждения осуществляется посредством:

• одежды, изго­товленной в соответствии с требованиями государственных стандартов.
• использования локальных источников тепла, обеспечивающие сохранение должного уровня общего и локального теплообмена организма.
• регламентации продолжительности непрерывного пре­бывания на холоде и продолжительности пребывания в помещении с комфортными условиями.

Производственная пыль и защита от нее

Пыль – это аэродисперсная система, в которой дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой пылевые частицы. Пылевые частицы находятся в твердом состоянии и имеют размеры от десятых долей миллиметра до долей микрометра.

Производственная пыль классифицируется следующим образом:

• по происхождению – органическая, неорганическая, смешан­ная;
• по способу образования – аэрозоли дезинтеграции, конденсации;
• по размеру частиц – видимая (более 10 мкм), микроскопическая (0,25-10 мкм) и ультрамикроскопическая (менее 0,25 мкм).

Источниками загрязнения воздуха производственных помещений являются производственные процессы, в ходе которых выделяются технологическая пыль и аэрозоли.

Пыль может оказывать на организм различное действие. По конечному повреждающему действию производственные аэрозоли можно разделить на аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (ЛПФД) и аэрозоли, оказывающие преимущественно общетоксическое, раздражающее, канцерогенное, мутагенное действие, а также влияющие на репродуктивную функцию (производственные яды). Особое место занимают аэрозоли биологически высокоактивных веществ: витаминов, гормонов, антибиотиков, веществ белковой природы.

Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (пыли АПФД) могут вызывать профессиональные заболевания легких – пневмокониозы, пылевые бронхиты, а также другие хронические заболевания органов дыхания.

И нашей стране гигиенические регламенты содержания пыли установлены по гравиметрическим (весовым) показателям, выраженным в миллиграммах на кубический метр (мг/м3), характеризующим всю массу присутствующей в зоне дыхания пыли.

Приборы для пылевого контроля условно можно разделить на пылесборники (устройства для отбора проб витающей пыли) и пылемеры (приборы для измерения концентрации пыли в воздухе).

Средства нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест включают:

• устройства для поддержания нормируемой величины барометрического давления;
• устройства вентиляции и кондиционирования воздуха;
• устройства локализации вредных факторов;
• устройства авто­матического контроля и сигнализации;
• устройства дезодорации воздуха.

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Уравнение теплового баланса можно записать в следующем виде:

Q = Q Т + Q К + Q И + Q ИСП + Q ВОЗД, (1)

где Q – количество теплоты, выделяемой человеком, Q Т - теплота, отдаваемая в окружающую среду путем теплопередачи через одежду, Q К – теплота, отдаваемая за счет конвекции, Q И – теплота, отдаваемая за счет теплового (инфракрасного) излучения, Q ИСП – теплота, отдаваемая при испарении (за счет потоотделения), Q ВОЗД - теплота, расходуемая на нагревание вдыхаемого воздуха.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Очевидно, что величина отдельных составляющих зависит от температуры окружающего воздуха, скорости его движения, влажности, наличия в помещении источников тепла. Так, при понижении температуры воздуха уменьшается влажность кожи и, следовательно, уменьшается теплоотдача путем испарения, к этому де приводит увеличение влажности воздуха. Повышение температуры в помещении приводит к уменьшению вклада составляющих Q Т + Q К, а также Q ВОЗД. Подвижность (скорость движения) воздуха способствует теплоотдаче организма, поэтому при высоких температурах ее влияние благоприятно, однако чрезмерная скорость движения воздуха может привести к переохлаждению.

Давление воздуха также оказывает существенное влияние на самочувствие человека, поскольку обуславливает процесс газообмена человека с окружающей средой. Известно, что диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода в пределах 95…120 мм рт.ст. Начиная с парциального давления кислорода около 60 мм рт.ст., что соответствует высоте 4 км, у человека возникают головная боль, головокружение, нарушение работы слухового и зрительно анализаторов, замедляются реакции. Все это признаки кислородного голодания – гипоксии .

Избыточное давление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода в воздухе, содержащемся в альвеолах, что, в конечном итоге, приводит к увеличению силы дыхательной мускулатуры, поэтому поддержание повышенного давления с помощью специального оборудования (кессонов, водолазного снаряжения) необходимо при проведении работ на глубине. При этом следует выделить три периода: компрессия , или повышение давления, нахождение в условиях повышенного давления и декомпрессия , или процесс понижения давления. Наиболее опасен период декомпрессии. Дело в том, что при повышенном давлении кровь насыщается азотом, а при декомпрессии из-за падения парциального давления в альвеолярном воздухе, азот выделяется из тканей. Если декомпрессия протекает слишком быстро, в крови образуются пузырьки азота, вызывающие эмболию, т.е. закупорку сосудов. Это явление носит название декомпрессионной болезни . Проявления ее могут быть весьма тяжелыми. Тяжесть заболевания определяется массовостью закупорки сосудов и ее локализацией.

В обычных условиях давление в помещении обусловлено атмосферным давлением, которое может незначительно меняться при изменении погодных условий.

Таким образом, показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

температура воздуха, 0 C,

температура поверхностей (стен, пола, потолка, различных устройств, технологического оборудования и т.п.), 0 C,

относительная влажность воздуха, %,

скорость движения воздуха, м/с,

интенсивность теплового облучения, Вт/м 2 ,

давление.

Однако к числу нормируемых параметров относятся только первые пять показателей. Давление не относится к числу нормируемых параметров микроклимата.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека предопределяется тем, что последняя может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, который достигается за счет системы терморегуляции и усиления деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной, а также систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмены. Напряжение в функционировании перечисленных систем, обусловленное воздействием неблагоприятного микроклимата, может сопровождаться ухудшением здоровья, которое усугубляется воздействием на организм других вредных производственных факторов (вибрация, шум, химические вещества и др.). 4.3. Термостабильность состояния организма, обеспечиваемая равенством теплопродукции и суммарной теплоотдачей, не является единственным условием теплового комфорта человека. Должны быть соблюдены и другие условия, касающиеся регламентации доли теплоотдачи за счет испарения влаги с поверхности кожи (не более 30%), а также средневзвешенной температуры кожи и температуры кожи на отдельных участках поверхности тела. 4.4. Микроклимат по степени его влияния на тепловой баланс человека подразделяется на нейтральный, нагревающий, охлаждающий. Нейтральный микроклимат - такое сочетание его составляющих, которое при воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма, разность между величиной теплопродукции и суммарной теплоотдачей находится в пределах -+2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%. Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду над величиной теплопродукции организма, приводящее к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (>2 Вт). Нагревающий микроклимат - сочетание его параметров, при котором имеет место изменение теплообмена человека с окружающей средой, проявляющееся в накоплении тепла в организме (>2 Вт) и/или в увеличении доли потерь тепла испарением влаги (>30%). 4.5. Влияние охлаждающего микроклимата определяется тем, что в ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приспособления к холоду. Его биологические возможности в сохранении температурного гомеостаза весьма ограничены. Охлаждающий микроклимат способствует возникновению сердечно-сосудистой патологии, приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обуславливает возникновение заболеваний органов дыхания. Охлаждение человека как общее, так и локальное (особенно кистей) способствует изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и способность выполнения точных операций, вызывает тормозные процессы в коре головного мозга, что может быть причиной возникновения различных форм травматизма. При локальном охлаждении кистей снижается точность выполнения рабочих операций. Работоспособность уменьшается на 1,5% на каждый градус снижения температуры пальцев. При выраженном охлаждении организма растет число тромбоцитов и эритроцитов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови, что повышает возможность тромбообразования. Даже при кратковременном влиянии холода в организме происходит перестройка регуляторных и гомеостатических систем, изменяется иммунный статус организма. Влияние хронического охлаждения усугубляется воздействием локальной вибрации, поскольку она вызывает сужение сосудов в соседних к месту ее приложения областях. Переносимость человеком охлаждения несколько увеличивается при адаптации к холодовому фактору, но для обеспечения температурного гомеостаза существенного значения не имеет. 4.6. Влияние нагревающего микроклимата связано с напряжением различных функциональных систем организма человека, что приводит к нарушению состояния здоровья, работоспособности и производительности труда. При определенном значении составляющих нагревающий микроклимат может привести к заболеванию общего характера, которое проявляется чаще всего в виде теплового коллапса. Особенно подвержены тепловым ударам лица, имеющие массу тела выше нормы. Среди рабочих, труд которых связан со значительной тепловой и физической нагрузкой, наблюдается интенсивное биологическое старение, особенно в возрастных группах 20-30 и 40-50 лет. Наблюдаются головные боли, повышенная потливость и утомляемость, увеличивается риск смерти от сердечно-сосудистой патологии (гипертоническая и ишемическая болезни, болезни артерий и капилляров).

В ГОСТ 12.1.005-88 указаны оптимальные и допустимые показатели микроклимата в производственных помещениях. Оптимальные показатели распространяются на всю рабочую зону, а допустимые устанавливают раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по техническим, технологическим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные условия.

Оптимальные микроклиматические условия - это такие условия, которые обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены без напряжения механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Допустимые микроклиматические условия – это сочетания параметров микроклимата, которые 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.

При нормировании параметров микроклимата учитываются физическая тяжесть выполняемых работ и время года.

Определение индекса тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса)

1. Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорость движения воздуха и теплового облучения).

2. ТНС-индекс определяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (tвл.) и температуры внутри зачерненного шара (tш).

3. Температура внутри зачерненного шара измеряется термометром, резервуар которого помещен в центр зачерненного полого шара; tш отражает влияние температуры воздуха температуры поверхностей и скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95. Точность измерения температуры внутри шара +-0,5° С.

4. ТНС-индекс рассчитывается по уравнению: ТНС = 0,7 x tвл. + 0,3 x tш.

6. Метод измерения и контроля ТНС-индекса аналогичен методу измерения и контроля температуры воздуха (п.п.7.1-7.6 настоящих Санитарных правил).

7. Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в табл.1.