Основные виды вредностей и их воздействие на организм человека

Организм человека выделяет в окружающую среду теплоту, влагу и углекислый газ. Количественные характеристики выделения человеком теплоты и влаги приведены на рис.2.3. в зависимости от температуры воздуха. В результате работы производственного оборудования в воздух поступают теплота, водяные пары, газы, пары и пыль, которые носят название профессиональных вредных выделений («вредностей»). Для нормальной работы механизма терморегуляции человека метеорологические условия должны обеспечивать отвод вырабатываемой организмом теплоты. Количество этой теплоты зависит от интенсивности главным образом мышечной работы (энергозатрат). Отвод теплоты происходит с поверхности кожи и из легких посредством радиационного теплообмена, конвекции и испарения. Это количество теплоты составляет от 100Вт (в состоянии покоя) до 400Вт (при выполнении тяжелых работ). В состоянии покоя, например, посредством радиационного теплообмена выделяется 44%, конвекции – 31%, испарения – 21% и нагревания потребляемого воздуха – 4%. При увеличении энергозатрат увеличивается доля потерь за счет испарения (до 50-60%).

На тепловые ощущения человека влияют:

- температура воздуха,

- средняя температура излучения окружающих поверхностей,

- скорость движения воздуха,

- давление водяных паров в воздухе и соответственно относительная влажность,

- уровень активности (метаболический фактор),

- термическое сопротивление одежды.

Теплоотдача человека на уровне активности, соответствующем сидячей работе, составляет 210 кДж/(м² ч) или 1 мет. Термическое сопротивление одежды измеряется в единицах «кло» (1 кло = 0.043 м² ч К / кДж - термическое сопротивление типичного костюма для конторской работы).

Тепловыделяющее оборудование является источником поступлений в помещение:

- конвективной теплоты в виде конвективных потоков от нагретых поверхностей, повышающей температуру воздуха в рабочей и верхней зоне помещения,

- лучистой (радиационной) теплоты, нагревающей твердые поверхности, в том числе и тело человека.

Влага, попадающая в окружающую среду в виде водяного пара, вызывает повышение их парциального давления, а соответственно и относительной влажности. Влияние повышенной относительной влажности на самочувствие человека не так явно выражено, как влияние повышенной температуры. Отчасти из-за этого в нормах проектирования вентиляции влажностные условия регламентированы в широких пределах / 1, 2 /.

Вредные вещества в виде газов, паров и пыли выделяются в воздушную среду помещений в результате протекания различных технологических процессов при недостаточной герметизации оборудования и коммуникаций. Воздействие их на человека определяется токсичностью и концентрацией в воздухе. При попадании в организм человека эти вещества могут приводить к заболеваниям и отравлениям. Отравления могут быть острыми и хроническими.

Острые отравления возникают при попадании в организм человека значительного количества вредных веществ.

Хронические отравления возникают при попадании в организм человека небольших количеств вредных веществ в течении длительного периода времени.

В производственных условиях вредные вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, пищеварительный тракт и кожу.

Вредные вещества по характеру взаимодействия с организмом человека делятся на химически реагирующие и химически не реагирующие. По характеру действия на организм газы и пары делятся на:

- удушающие (оксид углерода, синильная кислота и др.),

- раздражающие (хлор, хлористый и фтористый водород, сернистый газ, сероводород),

- наркотические (бензин, бензол, сероуглерод, анилин, нитробензол и т.д.),

- отравляющие (фосфор, ртуть, соединения мышьяка, металлоорганические соединения и др.).

Вредные вещества перемещаются в помещении в результате диффузии, воздушными потоками, конвективными потоками.

Пыль выделяется в воздух помещений, в основном, в результате дробления, пересыпки и транспортировании сыпучих материалов, а также при механической обработке изделий и материалов. Пыли, выделяемые в результате размельчения горючих веществ, взрывоопасны из-за развитой суммарной поверхности пылевых частиц. По действию на организм человека различают ядовитую пыль (свинцовая, свинцовых соединений, ртутная и др.) и неядовитую (песчаная, асбестовая, древесная и т.д.). Наибольшую опасность для органов дыхания представляют частицы размерами менее 10мкм, невидимые для глаз. При оценке действия пыли необходимо учитывать не только ее состав и концентрацию (мг/ м³ ), но и дисперсность пыли.

 Характеристики наружного климата

Состояние воздушной среды определяет в достаточно большой степени тепловой и влажностный режим помещений.

В настоящее время с точки зрения технико-экономических показателей работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ) приняты две категории параметров, характеризующих наружный воздух – А и Б.

Параметры А используются при проектировании систем вентиляции и СКВ третьего класса в теплый период года, Б – для систем отопления (в том числе воздушных), вентиляции, душирования и СКВ для холодного периода года, а также для СКВ первого класса в теплый период года. Для СКВ второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для теплого периода года на 2 ^оС и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже, чем при параметрах Б.

Классификация СКВ приведена в зависимости от необеспеченности параметров:

- первого класса - в среднем 100ч/г при круглосуточной работе или 70ч/г при односменной работе в дневное время,

- второго класса - в среднем 250ч/г при круглосуточной или 175ч/г при односменной работе в дневное время,

- третьего класса - в среднем 450ч/г при круглосуточной работе или 315ч/г при односменной работе в дневное время.

Соответствующие СКВ необходимо принимать:

- первого класса - для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями нормативных документов,

- второго класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных норм или требуемых для технологических процессов, скорость движения воздуха допускается принимать в обслуживаемой зоне, на постоянных и непостоянных рабочих местах в пределах допустимых норм,

- третьего класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха, или оптимальных норм - при экономическом обосновании.

При проектировании вентиляции используется понятие о переходном периоде. В качестве расчетных параметров наружного климата принимают температуру t_н = +10^оС и удельную энтальпию i_н = 26,5кДж/кг.

Требования к чистоте воздуха выражаются предельно-допустимой концентрацией вредностей (ПДК). Под ПДК понимают содержание в воздухе такого количества вредных веществ, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени на человека не вызывает в его организме каких-либо физиологических изменений или заболеваний.

3.Классификация типов вентиляционных систем;

При разработке системы вентиляции в первую очередь определяют ее тип. Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следую-щих основных признаков:

А) По способу перемещения воздуха:

естественная или искусственная система вентиляции.

Б) По назначению:

приточная или вытяжная система вентиляции.

В) По зоне обслуживания:

местная или общеобменная система вентиляции.

Г) По конструкции:

канальная или бесканальная система вентиляции.

По способу перемещения воздуха:

естественная или искусственная система вентиляции.

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования

(вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных фак-торов:

- вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воз-духа в помещении, так называемой аэрации;

Рисунок 2 – Схема потока воздуха

 

- вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уров-нем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем – вытяжным устройст-вом (дефлектором), установленным на кровле здания;

1 – приточные решетки; 2 – вытяжные решетки; 3 – вентиляционная шахта

 

Рисунок 3 – Общий вид естественной вентиляции

- в результате воздействия, так называемого ветрового давления.

Рисунок 4 – Вентиляция под действием ветрового давления

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция представляет собой перемещение воздуха следую-щими способами:

А) Аэрация – естественное движение воздуха вследствие разницы между температурой в помещении и температурой атмосферного (наружного) воздуха. Этот способ применим в цехах с усиленным выделением тепла, но при условии, что концентрация пыли и вредных веществ в приточном воздухе находится в пределах допустимой нормы. Аэрация не применима, если условия технологии производства требуют предварительной обработки приточного воздуха, а так же в случаях образования тумана или конденсата, вызванного притоком.

Б) Конвекция – происходит вследствие разницы давления воздуха между верхним и нижним уровнями (вытяжным оборудованием, установленным на крыше здания и помещением). Как известно, в помещениях воздух теплее, чем снаружи, поэтому более легкий воздух из помещений вытесняется более тяже-лым наружным.

В) Ветровое давление – давление ветра повышено со стороны здания, об-ращенной к ветру и, соответственно, понижено с подветренной стороны. В про-емы здания с наветренной стороны поступает атмосферный воздух и выходит с подветренной.

Преимущества систем естественной вентиляции в том, что они достаточно просты, не требуют расхода электроэнергии и приобретения сложного обору-дования.

Однако недостатком является то, что эффективность систем естественной вентиляции напрямую зависит от переменчивых факторов (скорости и направле-ния ветра, температуры) и относительно небольшого давления.

Механическая вентиляция

Механическая вентиляция представляет собой систему различного вентиля-ционного оборудования и приборов, которая подает и удаляет воздух из поме-щения независимо от переменчивости условий окружающей среды. В случаях необходимости возможна обработка воздуха, как, например, очистка, увлажне-ние, подогрев, что в системах естественной вентиляции практически исключено. На работу механических систем вентиляции может затрачиваться достаточно

большое количество электроэнергии.

Следует заметить, что зачастую на практике применяют одновременно и естественную, и механическую вентиляцию, или так называемую смешанную. В каждом отдельно взятом проекте индивидуально подбирается наиболее выгод-ный тип вентиляции.