Классификация производственного микроклимата

Отдача тепла от тела человека

Теплопродукция организма отдаётся в окружающую среду посредством конвекции (перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками в-ва. Естественная (свободная) К. возникает в поле силы тяжести при неравномерном нагреве (нагреве снизу) текучих или сыпучих в-в.), излучением тепла и испарением влаги с поверхности кожи.

Тепло, передающееся конвекцией Qк (вт) определяется:

где α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, вт/(м²*град.); F - площадь поверхности тела, м²; tт, tв - температура тела и воздуха.

 Конвективная отдача тепла зависит от скорости движения и температуры воздуха.

Отдача тепла излучением Q изл. (вт) происходит, если температура тела больше температуры стен. (см слайд 11)

Отдача тепла от тела человека

Теплоотдача за счёт испарения влаги Qисп. (вт) с поверхности кожи зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела ещё и от скорости его движения.

Вес, или точнее масса, водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, называется абсолютной влажностью воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости.

Величина влагоемкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры. Отношение величины абсолютной влажности воздуха при данной температуре к величине его влагоемкости при той же температуре называется относительной влажностью воздуха. (см слайд 12)

Уравнение теплового комфорта

Нормальные для определённого вида деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового комфорта:

Qт =Qк + Qизл + Qисп

Тепло, передающееся конвекцией Qк

Отдача тепла излучением Q изл

Теплоотдача за счёт испарения влаги Qисп

В организме человека имеется психофизиологическая система терморегуляции, позволяющая ему адаптироваться к изменениям климатических факторов и поддерживать нормальную постоянную температуру тела. Терморегуляция осуществляется двумя процессами: выработкой тепла и теплоотдачей, течение которых регулируется ЦНС. При нарушении этого уравнения возможно ухудшение самочувствия, переохлаждение или перегрев организма.                           (см слайд 13)

Профилактика переохлаждения организма

1.Архитектурно–планировочные мероприятия: Строительство зданий с учетом сторон света, розы ветров

Устройство ворот, проемов–завес, шлюзов, двойное – тройное застекление окон

Теплоизоляция полов, стен, окон, дверей

Напольная система обогрева

Эффективная система отопления                                       (см слайд 20)

Системы отопления

Потери теплоты в помещении Qп складываются из потерь на ограждениях Qогр. и на остеклении Qост.. Система отопления должна иметь теплопроизводительность не меньше, чем величина теплопотерь

где Fогр., Fост. - площадь ограждений и остекления, м2;
    Когр., Кост. - коэффициенты теплопередачи, вт/(м2*град.);
    tвн., tнар. - температура внутреннего и наружного воздуха, С

                                                                                               (см слайд 21)

Улучшение микроклимата

В холодный период года применением теплоизолирующих материалов и систем отопления.

Системы отопления делят на:
              паровые;
              водяные;
              воздушные;
              электрические;
              топливные.
 Цель отопления - компенсировать потери теплоты.        (см слайд 22)

Оптимизация микроклимата

Улучшение микроклимата достигается применением:

вентиляции и кондиционирования воздуха;

систем и элементов отопления;

теплоизоляции;

организационных мероприятий;

лечебно-профилактических мероприятий;

санитарно-гигиенических мероприятий и др.                      (см слайд 29)

Нормирование микроклимата

Действующими нормативными документами, регламентирующими метеорологические условия производственной среды, являются:

ГОСТ 12.1.005–88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»

 СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

 

Санитарные нормы микроклимата производственных помещений устанавливают оптимальные и допустимые микроклиматические условия для рабочей зоны производственных помещений. Допустимые микроклиматические условия позволяют поддерживать тепловое состояние организма, не выходя за пределы физиологических возможностей, и при этом не наносят вред здоровью. В отличие от этого оптимальные микроклиматические условия обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

 

Оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата устанавливают с учетом тяжести выполняемой работы и периодов года. Работы, характеризуемые энергозатратами организма, по своей тяжести подразделяются на следующие категории:

 

легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч (категория Iа) и от 120 до 150 ккал/ч (категория Iб). К категории Iа относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения. К категории I6 относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением;

 

физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет от 150 до 200 ккал/ч (категория IIа) и от 200 до 250 ккал/ч (категория IIб). К категории IIа относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения. К категории IIб относятся работы, выполняемые стоя, связанные с ходьбой, переноской небольших (до 10 кг) тяжестей и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением;

 

тяжелые физические работы (категория III) связаны с постоянным передвижением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требуют больших физических усилий; энергозатраты более 250 ккал/ч.

 

Периоды года подразделяются в зависимости от среднесуточной температуры наружного воздуха: если эта температура равна +10°С и выше — теплый период, менее + 10°С — холодный (см слайд 32-36)

Классификация производственного микроклимата

(см слайд 4)

Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место накопление тепла в организме (> 2 Вт) или увеличение доли потерь тепла испарением влаги (> 30%).

Нагревающий микроклимат характеризуется тем, что на рабочих местах параметры микроклимата (температура воздуха и окружающих поверхностей) значительно выше верхней границы зоны комфорта. Работа в этих условиях может привести к дискомфортным теплоощущениям, значительному напряжению процессов терморе- гуляции, а при большой тепловой нагрузке и к нарушению здоровья (перегреванию). Такого рода микроклимат создается в помещениях, где технология связана со значительными выделениями тепла в окружающую среду. Это возможно, когда производственные процессы идут при высоких температурах (обжиг, прокаливание, спекание, плавка, варка, сушка и т.п.). Источниками тепла являются нагретые поверхности оборудования, ограждений, нагретые до высокой температуры обрабатываемые материалы, остывающие изделия, выбивающиеся через неплотности оборудования горячие пары и газы и т.п. Выделение тепла определяется также работой машин, станков, вследствие чего механическая и электрическая энергия переходит в тепловую. В химических производствах выделение тепла может быть связано с экзотермическими химическими реакциями.

Нагревающий микроклимат условно подразделяется на микроклимат с преобладанием радиационного или конвекционного тепла.

Нагревающий микроклимат с преобладанием радиационного тепла характерен для цехов металлургических заводов (доменных, сталеплавильных, прокатных и др.), для литейных, кузнечных, термических цехов машиностроительных заводов, для плавильных цехов стекольных заводов и т.д., где процесс идет при температурах около 1000 С, и где до 70% тепла выделяется в виде инфракрасного излучения (радиационного тепла).

Инфракрасное излучение - это периодические электромагнитные колебания с длиной волны 0,76-1000 мкм (в гигиенической практике - до 30 мкм), которые испускает любое нагретое тело. Инфракрасное излучение подчиняется следующим основным физическим закономерностям, установленным для абсолютно черного тела, имеющего следующие характеристики:

1) это тело, полностью поглощающее все падающие на него излучения;

2) тепловой излучатель, который имеет наибольшую мощность излучения при данной температуре для всех волн, по сравнению с другими излучателями.

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

Охлаждающий микроклимат - такое сочетание параметров микроклимата, которое вызывает дискомфортное тепловое ощущение и напряжение процессов терморегуляции организма, что может привести к дефициту тепла и переохлаждению. Он, прежде всего, характеризуется температурами воздуха значительно меньшими, чем нижние границы зоны комфорта. Они могут быть положительными или даже отрицательными. В этих условиях находится большое количество людей, занятых наружными работами или работами на открытом воздухе в холодный период года (зимой, ранней весной, поздней осенью). Это нефтяники, строители зданий, мостов, железных дорог, газопроводов, лесозаготовители, часть сельскохозяйственных рабочих, а также рабочих горнорудных и угольных карьеров и др.

В качестве примера можно назвать строителей, работающих в средней полосе при температуре от 0 до -12 С и скорости движения воздуха 1-5 м/с, или трактористов, когда в кабинах трактора, не имеющих обогревательных устройств, температура воздуха около 8 С, а температура пола и потолка кабины - около 11 С. Во-вторых, в похожих условиях оказываются в холодное время года и рабочие в неотапливаемых производственных помещениях (элеваторы, склады, некоторые цехи судостроительных заводов и др.). Особенно неблагоприятными условиями характеризуются работы, выполняемые на хладокомбинатах. Рабочим по своим профессиональным обязанностям приходится находиться в различных холодильных камерах (при укладке пищевых продуктов, их сортировке, выдаче), имеющих температуру воздуха от +3 до -30 С на протяжении 60-75% рабочей смены. Особенностью микроклимата в холодильных камерах является то, что низкие температуры воздуха сочетаются с его высокой относительной влажностью (85-95%) при малой подвижности.

Нейтральный микроклимат – такое сочетание параметров микроклимата, при котором разность между величиной теплопродукции и суммарной теплоотдачей находится в пределах ± 2 Вт, а доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%. Параметры его создают комфортное тепловое ощущение, а тепловой баланс в организме обеспечивается без напряжения процессов терморегуляции или с небольшим ее напряжением, т.е. микроклимат термически нейтрален. Естественно, что он не приводит к отклонению в состоянии здоровья. Нейтральный микроклимат формируется в основном в закрытых помещениях, где технология и производственное оборудование не связаны с выделением тепла и влаги в окружающую среду, а системы отопления и вентиляции достаточно эффективны. Параметры его в таких помещениях колеблются в очень узких пределах (сборочные цехи машиностроительных заводов, операторские, диспетчерские, вычислительные центры и др.). Например, на рабочем месте оператора у пульта управления автоматической линии (работа легкая по тяжести - 1а) в помещении с кондиционированием воздуха микроклиматические параметры и летом и зимой составляли: температура 23-24 С, относительная влажность 55-60%, а скорость движения воздуха 0,1 м/с.                               (см слайд 5)