Воздух рабочей зоны производственных помещений

Рабочая зона — пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

Микроклимат производственного помещения — метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения.

Оптимальные микроклиматические условия — сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции.

Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений должны соответствовать значениям, указанным в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений [4]

Примечания: 1. Холодный период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха равной +10 °С и ниже.

2. Теплый период года — период со среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С

Для некоторых помещений тепловых электростанций оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2.

Оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне некоторых помещений тепловых электростанций [8]

Примечание. В машинном и котельном отделениях температура воздуха в теплый период года должна быть не более чем на +5 °С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более +33 °С.

Требуемые метеорологические условия в рабочей зоне достигаются созданием хорошей теплоизоляции горячих поверхностей котлов и теплоиспользующего оборудования, экранированием источников теплового излучения, вентилированием помещения, кондиционированием воздуха и т.п. [9].

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений в виде газов, паров и пылей должно быть не выше установленных стандартом [4] предельно допустимых концентраций (ПДК), некоторые из которых указаны в табл. 6.3.

Таблица 6.3. Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений [4]

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны — концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения предельно допустимых концентраций. При этом отбор проб должен проводиться при характерных производственных условиях в зоне дыхания, т.е. в пространстве радиусом до 50 см от лица работающего.

Производственное освещение

Все виды освещения (естественное и искусственное или совмещенное) должны отвечать требованиям строительных норм и правил Российской Федерации [7], а искусственное и совмещенное освещение, кроме того, — требованиям к ультрафиолетовому облучению людей согласно санитарным нормам «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников ультрафиолетового облучения».

Естественное освещение — освещение помещения светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Без естественного освещения допускается проектировать помещения, которые определены соответствующими главами СНиП на проектирование зданий и сооружений; нормативными документами по строительному проектированию зданий и сооружений отдельных отраслей промышленности, утвержденными в установленном порядке, а также помещения, размещение которых разрешено в подвальных и цокольных этажах зданий и сооружений.

Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) е_н — отношением естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба непосредственно или после отражений, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода:

 

ен=(ЕВ/Ен) 100.

(6.1)

Нормированные значения КЕО для производственных зданий, расположенных в разных географических районах, приведены в табл.6.4.

Совмещенное освещение — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Совмещенное освещение помещений производственных зданий следует предусматривать:

а) для производственных помещений, в которых выполняются работы I—III разрядов;

б) для производственных и других помещений в случаях, когда требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированное значение КЕО.

Общее (независимо от принятой системы освещения) искусственное освещение производственных помещений, предназначенных для постоянного пребывания людей, должно обеспечиваться разрядными источниками света.

Применение ламп накаливания допускается в отдельных случаях, когда по условиям технологии, среды или требованиям оформления интерьера использование разрядных источников света невозможно или нецелесообразно.

Нормированные значения КЕО для производственных помещений должны приниматься, как для совмещенного освещения, по табл.6.4.

Таблица 6.4.

Значения коэффициентов естественной освещенности е_н , %, для зданий и промышленных предприятий [7]

Для производственных помещений допускается нормированные значения КЕО принимать в соответствии с табл. 6.5:

а) в районах с температурой наиболее холодной пятидневки по СНиП 2.01.01. –27 °С и ниже;

б) в помещениях с боковым освещением, глуби на которых не позволяет обеспечить нормированное значение КЕО, указанное в табл.6.4 для совмещенного освещения;

в) в помещениях, в которых выполняются работы I—III разрядов.

 

Таблица 6.5.

Наименьшее значение КЕО при совмещенном освещении [7].

Искусственное освещение — освещение помещений и открытых пространств с помощью искусственных источников света, подразделяется на следующие виды:

рабочее, обеспечивающее нормируемые осветительные условия в помещениях и местах производства работ вне зданий;

аварийное, разделяющееся на освещение безопасности и эвакуационное освещение;

охранное — освещение вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время;

дежурное — освещение в нерабочее время.

Освещение безопасности — освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение — освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения.

Искусственное освещение может быть двух систем:

общее, при котором светильники размещаются в верхней зоне равномерно (общее равномерное) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное);

комбинированное, при котором к общему освещению добавляется местное, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

В табл.6.6 приведены значения освещенностей и указания о требуемых системах освещения для некоторых помещений и производственных участков теплоэнергетических установок, а в табл.6.7 — наибольшие допустимые напряжения электрического тока для питания светильников.

 

Таблица 6.6.

Освещенность некоторых помещений и производственных участков теплоэнергетических установок [7]

 

Таблица 6.7.

Допускаемые напряжения электрического тока для питания светильников [10]

Производственный шум

Шум — негармонический звук. Шум усиливает утомляемость работающего, способствуя тем самым возникновению травм и ошибок в работе, а также снижению работоспособности человека. При длительном воздействии или большой интенсивности шума могут произойти понижение остроты зрения и слуха или полная их потеря и возникнуть другие серьезные расстройства здоровья.

Шум теплотехнического и энергетического оборудования характеризуется уровнем, временем воздействия и распределением звуковой энергии по частотному диапазону.

Для определения количественного значения шума агрегатов пользуются логарифмическими величинами — уровнями интенсивности звука, звукового давления и звуковой мощности, которые измеряются в децибелах (дБ).

Уровень интенсивности звука, дБ,

 

L 1= 10 lg(I/I 0),

(6.2)

где I — интенсивность звука источника, Вт/м²; I ₀ = 10^-12Вт/м² — интенсивность звука, соответствующая пороговому уровню.

Уровень звукового давления, дБ,

 

L= 20 lg(р/р0) ,

(6.3)

где р — звуковое давление, Па; р₀ = 2· 10^-5 Па — пороговое звуковое давление.

Уровень звуковой мощности, дБ,

L_р= 10 lg(Р/Р₀), (6.4)

 

Lр= 10 lg(Р/Р0),

(6.4)

где Р = ФI /S — звуковая мощность, Вт; Р₀ = 10^-12 Вт —пороговая звуковая мощность.

Соотношение между уровнями интенсивности звука и звукового давления определяется по формуле

 

L1 = L + 10 lg(ρ0c0/(ρc)),

(6.5)

где ρ₀ = 12 кг/м³; с₀ = 344 м/с — соответственно плотность воздуха и скорость звука при нормальных атмосферных условиях (t = 20 °С, p ₀ = 0,1013 МПа).

Связь между уровнями звуковой мощности, интенсивности и звукового давления следующая:

 

Lр =10 lg(P/P0)=10lg(I/I0)+10 lg(S/ S0)= L +10 lg(S/S0)

(6.6)

или

 

Lp=L+ 10 lgФ – 20 lg r – 10 lgΩ,

(6.7)

где S = Ω r ₂, м²; S₀ = 1 м²; Ω — телесный угол (Ω = 4π при излучении в пространство, Ω =2π при излучении в полусферу); Ф — фактор направленности; r — расстояние от источника до точки на измерительной поверхности; 10×lgФ =∆ L _пн — показатель направленности, измеряется шумомером от угла между выбранным направлением на наблюдателя и осью источника.

Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников определяется по формуле

 

Lc=10 lgΣi=1^n10^0,1Li,

(6.8)

где n— количество источников; L_i — уровень звукового давления i-го источника.

Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L, создаваемым каждым, то

 

Lс = L + 10 1g n.

(6.9)

Шум газотурбинных установок. Различают шум, излучаемый ГТУ через воздухозаборный и выхлопной тракты, а также шум от корпуса агрегата. Первые два пути распространения шума от ГТУ являются наиболее интенсивными по воздействию на окружающую среду. Общий уровень звуковой мощности шума всасывания L_р осевого компрессора определяется по формуле

 

LPc = 10 lg(P c/ Р0),

(6.10)

где P ₀ =10^-12 Вт — пороговое значение звуковой мощности;

 

Pc=0,5[(1-ηад)/ηад]^2miHад/(ρc^3D^2),

(6.11)

η_ад— адиабатный КПД первой ступени компрессора; m_i — массовый расход воздуха через компрессор, кг/с; H_ад — адиабатный напор первой ступени компрессора, Дж/кг; D — наружный диаметр рабочего колеса первой ступени компрессора, м; ρ — плотность воздуха на входе в компрессор, кг/м³; с — скорость звука на входе в компрессор, м/с.

Уровень шума, возбуждаемого турбиной парогазовой установки (ПГУ), на расстоянии 1 м от обшивки по контуру должен быть не выше 85 дБ [11].

Шум тягодутьевых машин (ТМ) имеет в основном аэродинамическую природу. Для большинства ТМ уровень излучаемой звуковой мощности зависит от угловой скорости и внешнего диаметра колеса.

Шум, излучаемый ТМ, — тональный. Максимум в спектре шума на частоте

 

f = Кnz/60,

(6.12)

где К = 1, 2,... — номер гармоники; n — частота вращения, об/мин; z — количество лопаток.

У центробежных машин максимум приходится на первую гармонику (К = 1), у осевых — на вторую, третью (К = 2,3).

При отклонении работы ТМ от режима максимального КПД уровень излучаемого шума изменяется. При переменных режимах работы ТМ уровень звуковой мощности определяется по формуле

Lр_Д = L _Р+∆,

где L_р — уровень звуковой мощности установившегося режима, дБ; ∆— поправка, учитывающая режим работы, дБ:

η_mах............. 1 0,9—1 0,8—0,9 0,8

∆.............. 0 2 4 5

Рекомендуется пользоваться ТМ в режиме максимального КПД.

Для уменьшения шума ТМ устанавливают глушители со стороны всасывания для вентиляторов и со стороны нагнетания для дымососов. Для снижения шума от корпусов ТМ применяют в основном звукоизоляцию или кожухи.

Шум дросселирующей арматуры. Она широко используется для редуцирования давления природного газа в газораспределительных пунктах (ГРП), пара — в редукционно-охладительных установках (РОУ) и быстродействующих РОУ (БРОУ), а также воздуха.

Уровень суммарной звуковой мощности дросселирующего клапана зависит от его типа, перепада давлений и расхода:

 

LР=LРt+10lgq+20lga;

(6.13)

где L_Рt зависит от конструкции клапана и перепада давлений в нем [12]; q — расход среды, м³/ч; а — скорость звука в клапане, м/с,

 

a=√(kp/ρ);

(6.14)

где р — давление до клапана, Па; ρ — плотность среды, кг/м³; k — коэффициент, зависящий от свойств среды (для пара k = 1,3, для воздуха k = 1,4).

Шум в градирнях. Причиной шума является свободное падение воды. Уровень звуковой мощности, излучаемой градирней,

 

LР=Lτ+10lgq;

(6.15)

где q — расход воды, м³/ч; L_τ— уровень звуковой мощности, зависящий от среднегеометрической частоты:

Среднегеомет-

рическая частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

L _τ, дБ 51 51 51 57 62 62 63 61

Основная часть звуковой энергии излучается градирней через входные окна. Рекомендуется делать бассейны с дном конической формы.

Шум при сбросе пара в атмосферу. Общий уровень звуковой мощности парового выброса определяется по формуле

 

Lр= 80 lgν + 10 lgS + 20 lgρ – 44 – 0,6πс, или

 

Lр= 10lg(qν^2) + 93,7– 18,7/πс,

(6.16)

где ν — выходная скорость струи, м/с; S — проходное сечение трубопровода, м²; ρ — плотность пара в выходном сечении трубопровода, кг/м³; q — расход пара, кг/с; π_с = р/р₀ — отношение давлений в срезе трубы р катмосферному р₀.

Акустическая санитарно-защитная зона определяется для типового предприятия без специальных мероприятий по шумоглушению по формуле

 

rс.з = k√N;

(6.17)

где N — мощность, МВт (для ТЭС — электрическая, для РТС — тепловая); k — эмпирический коэффициент (табл. 6.8).

Таблица 6.8.

Значения коэффициента k для расчета радиуса акустической