Параметры микроклимата на рабочем месте

Метеорологические условия на рабочих местах определяются интенсивностью теплового облучения, температурой воздуха, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, температурой поверхности.

Эти параметры воздушной среды во многом влияют на самочувствие человека. Организм человека обладает свойствами терморегуляции. Температура тела постоянна, т.к. излишнее тепло отдается окружающей среде с помощью конвекции, излучения или испарения выделяющего пота при перегревах.

Нарушение терморегуляции приводит к головокружениям, тошноте, потере сознания и тепловому удару.

При температуре воздуха до +30 ° С отдача тепла с тела осуществляется за счет конвекции и излучения. При Т > 30 ° С большая часть тепла отдается путем испарения. Повышенная влажность (>75 %) затрудняет терморегуляцию, т.к. уменьшает испарение.

Особо опасна высокая температура при повышенной влажности. Наступает утомление, расслабление, потеря внимания.

Движение воздуха улучшает терморегуляцию при работе, т.к. увеличивается отдача тепла конвекцией, но при низкой температуре это уже неблагоприятный фактор.

Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочем месте.

Оптимальные метеоусловия:

- влажность воздуха - 40¸60 %;

- скорость воздуха - 0,1¸0,5 м/с зимой и в два раза выше летом;

- давление воздуха - 760 мм ртутного столба;

- оптимальное значение температуры +20 °С (зависит от сезона и тяжести работы).

Мероприятия по оздоровлению воздушной среды - механизация и автоматизация, герметизация, вентиляция, кондиционирование, тепловые экраны, воздушные и водяные завесы, отопление, индивидуальные средства защиты, организация рационального отдыха, в горячих цехах снабжение рабочих подсоленной питьевой или газированной водой.

 

Вентиляция

Вентиляция является важнейшим средством, обеспечивающим нормальные санитарно - технические условия в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественная и механическая. Возможно сочетание естественной и механической вентиляции. По назначению вентиляция может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной; по месту действия - общеобменной, местной. Приток воздуха в помещение и вытяжка по объему не должны отличаться более чем на ± 10 %. Необходимое количество воздуха при общеобменной вентиляции определяют следующим образом.

1 При выделении паров или газов в помещении Á (мг/ч) необходимое количество воздуха Q(м³/ч) определяют, исходя из разбавления до допустимых концентраций q(мг/м³). Количество приточного или удаляемого воздуха равно

Q = Á / (q_выт - q_пр) (3.1)

 

где q_пр, q_выт - концентрация вредных веществ в приточном и удаляемом

воздухе.

Если наружный воздух не содержит вредных веществ, то Q = Á/q_выт.

По санитарным нормам q_пр £ 0,3×q_пдк

где q_пдк - санитарная норма предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе.

2 Для ориентировочных расчетов, когда неизвестны виды и количество выделяющихся вредных веществ, необходимое количество воздуха определяется по кратности воздухообмена. Кратность воздухообмена К (1/ч) показывает, сколько раз в час меняется воздух в помещении.

Количество воздуха

Q = К^.V (3.2)

где V - объем помещения, м³ ;

К = 1¸10.

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности плотностей теплого воздуха, находящегося в помещении, и более холодного воздуха, находящегося снаружи. Регулируемый воздухообмен (аэрация) осуществляется с помощью фрамуг, через которые поступает наружный воздух, а внутренний, более теплый воздух, выходит через вытяжные фонари, устанавливаемые на крыше здания. Бесканальная аэрация может осуществляться при помощи отверстий в стенах и потолке. Канальная аэрация осуществляется при помощи каналов, сооружаемых в стенах здания. Для усиления движения воздуха на крыше здания устанавливают камеры – патрубки (дефлекторы), располагаемые на верхней части вытяжной трубы или шахты, в которых под действием ветра возникает тяга воздуха.

Достоинство аэрации - отсутствие механических вентиляторов, значительно дешевле механических систем вентиляции.

Недостаток аэрации: снижается эффективность в летнее время, не происходит очистки воздуха, возможны сквозняки.

Для очистки воздуха применяют пылеуловители (циклоны, электрофильтры, фильтры из пористого фильтрующего материала, туманоуловители, адсорберы, каталитическое дожигание и т.д.).

 

3.2Производственное освещение

 

Сохранение зрения человека, состояния его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции. Для оценки условий освещения пользуются понятием освещенности Е, лк. Освещенность измеряют люксметрами.

На производстве применяют естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение разделяется на боковое (световые проемы в стенах), верхнее (прозрачные перекрытия или световые фонари), комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности е, %

(3.3)

где Е_в - освещенность внутри помещения, лк;

Е_н - одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.

 

Нормированное значение е определяется по СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования» с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории РК и ориентации здания к солнцу. Чистку стекол световых проемов необходимо проводить не реже 2-4 раз в год в зависимости от характера запыленности производственного помещения.

Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем - общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения. Общее освещение подразделяется на общее равномерное, общее локализованное. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается. По функциональному назначению искусственное освещение делится на следующие виды: рабочее, охранное, дежурное.

Аварийное освещение бывает двух видов: освещение безопасности, эвакуационное освещение.

Освещение безопасности должно быть предусмотрено во всех случаях, если действия людей в темноте могут явиться причиной взрыва, пожара, травматизма, привести к длительному расстройству технологического процесса. Светильники такого освещения должны создавать на рабочих поверхностях не менее 5 %освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения.

Аварийное освещение для эвакуации людей устраивается при наличии опасности возникновения травматизма. Светильники такого освещения должны обеспечивать по линии основных проходов в помещениях освещенность не менее 0,5 лк.

Светильники освещения безопасности присоединяются к независимому источнику питания (генератор; аккумуляторные батареи; трансформаторы, питаемые от разных электрических сетей), а светильники для эвакуации людей - к сети, независимой от рабочего освещения, начиная от щита подстанции.

В соответствии со СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусствен-ное освещение. Нормы проектирования для освещения помещений следует предусматривать газоразрядные лампы (люминесцентные, натриевые и т.д.). В случае невозможности применения газоразрядных источников света допускается использование ламп накаливания.

Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют преимущества: по спектральному составу света они близки к естественному освещению, обладают более высоким КПД, повышенной светоотдачей и большим сроком службы (до 8¸12 тыс. часов).

Искусственное освещение нормируется, исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).

Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

 

3.2.1 Методика расчета осветительных установок

Расчет освещения производственных помещений являет­ся комплексной задачей, в процессе решения которой определяются высота, уста­новки, размещение, число светильников, а также мощность ламп, необходимых для создания требуемых осветительных установок. Выбор числа, мощности и расположения светильников следует производить на основании типовых реше­ний для освещаемых помещений и лишь при отсутствии таковых - на основе све­тотехнического расчета.

 

3.2.2 Размещение светильников

При системе общего освещения светильники можно размещать над осве­щаемой поверхностью либо равномерно, либо локализовано. При равномерном освещении светильники располагают правильными симметричными рядами, создавая при этом относительно равномерную освещенность по всей площади. При локализованном освещении светильники располагаются индивидуально для каждого рабочего места или участка производственного помещения, созда­вая при этом требуемые освещенности только на рабочих местах.

Минимальная высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью определяется условиями ограничения ослепленности. При общем равномерном освещении выгоднейшими вариантами расположения светильников с лампами накаливания и лампами ДРЛ является расположение их по углам прямоуголь­ника или шахматное расположение, а при расположении светильников по углам квадрата или по углам равностороннего треугольника получается наиболее равномерное распределение освещенности по всей площади помещения. Выбор расстояния между светильниками зависит от типа светильника, высоты его подвеса над рабочей поверхностью, а иногда способ расположения светильни­ков зависит от архитектурных или строительных условий.

Высота установки светильников общего освещения обусловливается многими факторами: высотой самих помещений и наличием в их верхней зоне каких-либо частей производственного оборудования, транспортных средств и инженерных коммуникаций (подвесных транспортеров и конвейеров, мостовых кранов, кран-балок, монорельсовых путей для тельферов, вентиляционных коробов, трубопроводов различного назначения и т.п.), характером, размещением и высотой производственного оборудования, а также расположением рабочих зон и других мест, требующих освещения.

3.2.3 Расчет искусственного освещения

Основной задачей расчета искусственного освещения является определение числа светильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значения освещенности.

Для расчета искусственного освещения используют один из трех методов: по коэффициенту использования светового потока, точечный и метод удельной мощности. При расчете общего равномерного освещения основным является метод использования светового потока, создаваемого источником света, и с учетом отражения от стен, потолка, пола. Расчет освещения начинают с выбора типа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и класса помещений по взрывопожароопасности.

 

3.2.4 Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока

Для помещений, в которых предусматривается общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей, освещение рассчитывают методом коэффициента использования светового потока.

По этому методу расчетную освещенность на горизонтальной поверхности определяют с учетом светового потока, падающего от светильников непосредственно на поверхность и отраженного света от стен, потолка и самой поверхности. Так как этот метод учитывает долю освещенности, создаваемую отраженным световым потоком, его применяют для расчета помещений, где отраженный световой поток играет существенную роль, т.е. для помещений со светлыми потоками и стенами при светильниках рассеянного, отраженного света.

Отношение светового потока, опадающего на расчетную поверхность, ко всему потоку, излучаемому светильниками, установленными в помещении, называется коэффициентом использования светового потока в осветительной установки:

(3.4)

где - световой поток, падающий от светильников на непосредственно освещаемую поверхность, лм;

Ф_отр - отраженный световой поток, падающий на ту же освещаемую поверхность, лм;

Ф_л - световой поток каждой лампы, лм;

п - число ламп в освещаемом помещении.

Величина коэффициента использования всегда меньше единицы, т.к. ве­личина пФ_л всегда больше величины Ф_р ввиду того, что некоторая часть свето­вого потока поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком.

На величины коэффициента использования влияют следующие факторы:

- тип и к.п.д. светильника. Чем больше выбранный светильник направляет световой поток непосредственно на освещаемую поверхность , тем больше коэффициент использования, тем меньше потери в нем, следовательно, больше коэффициент использования;

- геометрические размеры помещения. Чем больше освещаемая поверх­ность по сравнению с отражающими, тем выше коэффициент использования, т.к. при этом возрастает ;

- высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью. Чем выше подвешены светильники над освещаемой поверхностью, тем больше светового потока поглощается стенами и потолком, следовательно, коэффициент исполь­зования уменьшается;

- окраска стен и потолка. Чем светлее окраска стен и потолка, тем выше коэффициент отражения и Ф_отр возрастает, а следовательно, возрастает и коэф­фициент использования.

Зависимость η от площади помещения, высоты и формы, возможно учесть одной комплексной характеристикой - индексом помещения.

Индекс помеще­ния рассчитывается из выражения

(3.5)

где А, В, S - соответственно длина, ширина и площадь помещения.

Если предварительно выбран тип светильников, определено их располо­жение и число, то по расчетному потоку ИС определяют ближайшее стандарт­ное значение мощности лампы.

При расчетах освещения по любому методу отклонения светового потока выбираемой стандартной лампы при нормативной освещенности допускается в пределах от + 20% до -10% от значения, полученного по расчету.

Расчетный поток ИС определяется по формуле

(3.6)

где N - число ИС;

К - коэффициент запаса;

z - коэффициент минимальной освещенности (отношение средней ос­вещенности и минимальной).

В расчетах коэффициент z принимается равным: 1,15 - для светильников, располагаемых по вершинам прямоугольных полей; 1,1 - для светильников с ЛЛ, располагаемых рядами. Обычно таким способом ведется расчет, если в качестве ИС используются ЛН или РЛ высокого давления.

Если выбран тип светильников и задана мощность ламп, то число светиль­ников может быть определено из выражения

 

. (3.7)

После нахождения числа светильников и мощности ламп, удовлетворяющих нормированной освещенности, производят проверку варианта осветительной ус­тановки по качественным показателям освещения: не будет ли установка оказы­вать недопустимое слепящее действие на людей, работающих или находящихся в помещении, и какова глубина пульсации освещенности при использовании в ка­честве источника света газоразрядных ламп.

 

 

3.2.5 Расчет освещения методом удельной мощности

Частным случаем метода коэффициента использования светового потока является расчет по методу удельной мощности (w).

Метод расчета по удельной мощности используется в следующих случа­ях: для предварительного определения установленной мощности осветительной установки; для приблизительной оценки правильности проведения светотехни­ческого расчета; при проектировании освещения небольших и средних поме­щений, не требующих точных работ.

Исходными данными для проектирования является тип выбранного све­тильника, минимальная освещенность, высота и площадь помещения. В спра­вочниках для различных нормируемых освещенностей, площади помещения и вы­соты h приведены значения w. Предварительно намечают число светильников, по таблицам справочника определяют w, а затем определяют мощность лампы по формуле

. (3.8)

Полученное значение мощности лампы округляют до ближайшего стан­дартного. Для ламп типа ДРЛ можно пренебречь зависимостью световой отдачи от номинальной мощности лампы. В таком случае между освещенностью и удельной мощностью существует прямая пропорциональная зависимость, и в целях сокращения объема таблиц уместно составлять их для освещенности 100 лк с пропорциональным пересчетом в других случаях.

3.2.6 Расчет освещенности точечным методом

Определение освещенности от точечного источника. Пусть требуется определить освещенность в точке А горизонтальной плоскости от светильника О, имеющего кривую распределения сил света, показанную на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1- Схема к расчету освещенности точечным методом

 

Источник света Q освещает горизонтальную поверхность Q. Требуется определить освещенность Е_г в точке А, находящейся на расстоянии R от источника света (см. рисунок 3.1).

На основании известного соотношения между освещенностью и силой света, освещенность в точке А определяется уравнением

(3.9)

где I_α- сила света в направлении рассматриваемой точки;

k_з – коэффициент запаса.

Расстояние R можно выразить через высоту подвеса светильника над расчетной поверхностью h_p:

. (3.10)

Следовательно, горизонтальная освещенность в точке А от одного светильника определяется следующей формулой:

. (3.11)

 

Расчет горизонтальной освещенности производится в такой последовательности:

1) Определяем tgα по заданной высоте подвеса светильника из выражения

(3.12)

где d – расстояние от проекции оси светильника на плоскость до расчетной точки (величина d измеряется по плану), м.

2) По найденному тангенсу угла α из таблицы тригонометрических величин определяют угол α и cos³α.

3) Из кривой силы света выбранного типа светильника с условной лампой F_л=1000 лм приводятся в светотехнических справочниках. В некоторых справочниках вместо кривых даются таблицы значений силы света стандартных светильников в зависимости от угла.

4) По расчетной формуле определяют условную горизонтальную освещенность Е^/_АГ (для лампы в 1000 лм).

5) Условную освещенность, полученную по формуле (3.11), пересчитывают с учетом потока лампы, установленной в светильнике:

(3.13)

где F_л – световой поток лампы по ГОСТу.

Если точка А на поверхности Q освещается несколькими светильниками, тогда расчетная формула для определения фактической освещенности в точке А от нескольких светильников принимает следующий вид:

(3.14)

где μ – коэффициент, учитывающий освещенность от удаленных светильников и отраженный световой поток от стен, потолка и расчетной поверхности.

Этот коэффициент вводится как поправочный, чтобы избежать завышения мощности ламп. При эмалированных светильниках прямого света μ=1,1-1,2. При зеркальных μ=1,0. При светильниках преимущественно прямого света μ=1,3-1,6.

Для создания средней освещенности 100 лк на каждый квадратный метр освещаемой площади при светлых потолках и стенах требуется

удельная мощность 16¸20 Вт/м² при прямом освещении лампами накаливания и 6¸10 Вт/м² при прямом освещении люминесцентными лампами. Можно пользоваться данными специальных таблиц.

Чистку светильников проводят 4¸12 раз в год в зависимости от запыленности помещения. Замену ламп обычно производят индивидуально и групповым методом (через определенный срок работы). На крупных предприятиях при установленной общей мощности на освещение (свыше 250 кВт) должно быть специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже 1 раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.

3.2.7 Расчет естественного освещения

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

При проектировании новых помещений, при реконструкции старых, при проектировании естественного освещения помещений судна и других объектов необходимо определить площадь световых проемов, обеспечивающих нормированное значение КЕО в соответствии с требованиями СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

Расчет заключается в предварительном определении площади световых проемов при боковом и верхнем освещении по следующим формулам:

При боковом освещении

. (3.15)

При верхнем освещении

(3.16)

где S_о - площадь световых проемов при боковом освещении, м²;

S_n - площадь пола помещения, м²;

е_н – нормируемое значение КЕО;

К_з –коэффициент запаса;

h_{о -} световая характеристика окон;

t_о - общий коэффициент светопропускания, определяют по формуле

 

t_о= t₁ t₂ t₃ t₄ t₅ (3.17)

где t₁ - коэффициент светопропускания материала;

t₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;

t₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении равен 1, при верхнем освещении;

t₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах;

t₅ - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимают равным 0,9;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, примыкающего к зданию;

К_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;

S_ф -площадь световых проемов (в свету) при верхнем освещении, м²;

h_ф -световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия;

r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения;

К_ф- коэффициент, учитывающий тип фонаря.