Производственный микроклимат и его нормирование.

4.1.1. Производственная среда и условия труда

Производственная среда - это пространство, в котором осу­ществляется трудовая деятельность человека. В производствен­ной среде, являющейся частью техносферы, формируются нега­тивные факторы, которые существенно отличаются от негативных факторов природного характера. Производственная среда (среда обитания) формируется из следующих элементов:

1) предметы труда;

2) средства труда (инструмент, технологическая оснастка, машины и др.;

3) продукты труда (полуфабрикаты, готовые изделия);

4) энергия (электрическая, пневматическая, хи­мическая, тепловая и др.);

5) природно-климатические факторы (микроклиматические условия труда - температура, влажность и скорость движения воздуха);

6) растения, животные;

7) персонал.

Промышленная площадка предприятия разделяется на предзаводскую, производственную, подсобную и складскую зо­ны. В предзаводской зоне размещают здания, в которых располагаются заводоуправление, центральная заводская лаборатория, медпункт, столовая и др. Производственная зона обычно занима­ет центральную часть площадки - в ней размещаются здания ос­новных производств, к которым примыкают здания подсобной зоны, в них располагаются электростанции, котельные, очистные сооружения и др. Склад-ская зона должна находиться рядом с до­рогами.

Промышленные здания по назначению разделяются на ос­новные, подсобные (инструментальные, ремонтно-механические, экспериментальные и др.), обслуживающие (подстан­ция, котельные, компрессорные и т.д.), транспортные (гаражи, депо), складские (хранение сырья, готовой продукции, горючих материалов и др.). Их располагают с подветренной стороны от пред-заводской зоны.

Условия труда - это совокупность факторов производствен­ной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на здо­ровье и работоспособность человека в процессе труда.

Условия труда, как известно, разделяются на 4 класса: опти­мальные, допус-тимые, вредные (с подразделением на 4 степени вредности) и опасные (экстре-мальные).

 

4.1.2. Производственный микроклимат и его воздействие на организм человека. Механизм терморегуляции

Один из основных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье человека - это состояние воздушной среды рабочих мест производственных помещений. Метеорологические условия производственной зоны зависят от физического состояния воздушной среды и характеризуются следующими параметрами: температурой, относительной влажностью, скоростью движения воздуха, а также интенсивностью теплового излучения от нагре­тых поверх-ностей (оборудования, сырья, электродвигателей, трубопроводов и т.д.).

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется дейст­вующими на организм человека сочетаниями температуры, влаж­ности и скорости движения воздуха, а также температуры окру­жающих поверхностей. Таким образом, микроклимат характеризуется определенным сочетанием параметров метеоро­логических факторов, которое характерно для данного производ­ственного помещения.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохра­нение нормаль-ного функционального и теплового состояния ор­ганизма без проявления напряжений реакций терморегуляции, т.е. создают ощущение теплового комфорта и предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия при длительном и система-тическом воздействии на человека могут вызвать прохо­дящие и быстро нормализующиеся отклонения в функциональ­ном и тепловом состоянии организма и напряжение реакций тер­морегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособленческих возможностей. При этом не возникает наруше­ний состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работо­способности.

Требуемые параметры микроклимата для воздуха рабочей зоны устанав-ливают нормативные документы.

Параметры микроклимата, т.е. метеорологические факторы, сильно влияют на жизнедеятельность, самочувствие и здоровье человека. Для производственных условий в большинстве случаев характерно одновременное действие на организм человека не­скольких факторов, причем их совместное действие может быть как отрицательным, так и положительным.

Так, увеличение скорости воздуха ослабляет неблагоприятное действие повышенной температуры и усиливает действие пони­женной. Повышение влажности воздуха усугубляет действие и повышенной, и пониженной темпе-ратур. Следовательно, в одних случаях сочетание метеорологических факторов создает благо­приятные условия для нормального протекания жизненных функций организма, а в других случаях - неблагоприятное.

Неблагоприятное сочетание факторов приводит к нарушению терморегуля-ции организма.

Терморегуляция — это совокупность физиологических и хими­ческих про-цессов, направленных на поддержание постоянного температурного баланса те-ла человека в пределах 36-37°С.

Сохранение постоянной температуры тела в широком диапа­зоне изменения метеорологических факторов необходимо для протекания в организме биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности организма.

Повышение температуры тела до 37°С и выше называется пе­регревом, понижение температуры тела до 36°С и ниже называет­ся переохлаждением: и то и другое ведет к опасным для организ­ма человека нарушениям жизненных функций.

Каким же образом происходит регулирование температуры тела? Терморегуляцию осуществляет физиологический механизм, который находится под контролем центральной нервной систе­мы. Различают физическую и химическую терморегуляцию. Роль химической терморегуляции (снижение и усиление обмена ве­ществ в организме) в тепловом равновесии невелика.

Поэтому рассмотрим процесс физической терморегуляции. Отдача теплоты в окружающую среду происходит тремя путями:

1) в виде инфракрасных лучей, излучаемых поверхностью тела в направлении предметов с меньшей температурой;

2) нагревом воздуха, омывающего поверхность тела (конвекция);

3) испаре­нием влаги (пара) с поверхности кожи, слизистых оболочек, верхних дыхательных путей и легких.

В нормальных условиях в состоянии покоя человек теряет те­пло (в %): 45 - радиацией; 30 - конвекцией и 25 испарением. Это соотношение между различ-ными видами отдачи теплоты может изменяться в зависимости от значения параметров метеорологических факторов. Кроме того, количество отдаваемой теплоты изменяется в зависимости от тяжести физической работы.

Теплоотдача радиацией и конвекцией происходит только в том случае, когда температура воздуха и предметов ниже темпе­ратуры тела. При температуре воздуха выше температуры тела потери тепла происходят за счет выделения пота, на испарение I г которого затрачивается количество теплоты около 2,5 Дж. Ко­личество влаги, испаряемой с поверхности кожи, зависит от тем­пературы окружающей среды, влажности и интенсивности физи­ческой нагрузки. Так, при покое и t = 15°C испарение незначительно и составляет 30 г за 1 ч. При t = 30°С и тяжелой физической работе это количество достигает от 1 до 1,5 л/ч. Не­обходимо учитывать, что скорость движения воздуха менее 0,1 м/с для людей в состоянии покоя воспринимается как застой воздуха, а выше 0,25 м/с - как сквозняк.

В механизме этого явления важно то, что отдача теплоты про­исходит при наличии испарения. Испарение, его скорость зависят от наличия влаги в воз-духе, т.е. влажности, и от скорости движе­ния воздуха, а также от вида одежды, покроя и материала одеж­ды.

В этих условиях при повышении температуры воздуха и влажности 75-80% терморегуляция нарушается и наступает пере­грев организма. Температура повышается, начинается потоотде­ление (но испарения нет), учащается дыхание и пульс, появляется одышка, в результате чего может наступить тепловой удар. Теп­ловой удар и судороги могут привести к летальному исходу. Сис­тематически проводимые профилактические мероприятия позво­ляют пол-ностью исключить тепловые перегревы организма в производственных усло-виях. Длительное охлаждение также опасно для организма. Оно приводит к расстройству деятельно­сти капилляров и мелких артерий, а также к пояснично-крестцовому радикулиту, мышечному ревматизму и т.д. Наи­больший процент заболеваний происходит в результате переохлаждения при сочетании неблагоприятных метеорологических факторов: температуры воздуха (низкая), низкая влажность и большая подвижность воздуха.

 

4.1.3. Нормирование микроклимата

Метеорологические условия (параметры микроклимата) про­изводственной среды регламентируются:

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

• санитарными нормами проектирования промышленных предприятий;

• ведомственными (отраслевыми) документами (отраслевыми стандартами, руководящими техническими материалами, ука­заниями и т.п.).

Нормативными документами установлены допустимые и оп­тимальные значения параметров: температура t (°С); относитель­ная влажность воздуха φ (%); скорость воздуха ω (м/сек).

Параметры микроклимата нормируются в соответствии со следующими условиями: периодом года; категорией выполняе­мой физической (мышечной) работы.

Времена года разделены на два периода: холодный - при среднесуточной температуре наружного воздуха меньше или рав­ной 10° С, теплый - при среднесуточной температуре наружного воздуха выше 10°С.

Все виды работ, выполняемые на производстве, по тяжести физической нагрузки разделены на три категории: легкие работы, средней тяжести и тяжелые.

Категория легких работ (I категория) характеризуется затрата­ми энергии до 17 Вт - работа производится сидя, стоя; сюда отно­сятся работы, связанные с ходьбой и не требующие систематиче­ского физического напряжения или поднятия и переноса тяжести.

Категория работ средней тяжести (II категория) - затраты энер­гии здесь не превышают 290 Вт. К этой категории относятся рабо­ты, связанные с постоянной ходьбой, переноской небольших тяже­стей (до 10 кг), а также работы, выполняемые постоянно стоя.

Категория тяжелых работ (III категория) - затраты энергии свыше 290 Вт. Эта работа связана с систематическим напряжени­ем, а также с постоянными передвижениями и переноской тяже­стей (свыше 10 кг).

4.1.4. Практическое определение параметров микроклимата.

Меры по оптимизации микроклимата

Для выявления соответствия нормируемых (требуемых) пара­метров микроклимата фактическому состоянию воздушной среды в рабочей зоне про-водят измерение реальных параметров (темпе­ратуры, влажности, скорости дви-жения воздуха).

Определение фактического состояния микроклимата проводят в следующей последовательности:

· на плане цеха наносят рабочие зоны; на рабочей зоне отмеча­ют (указывают) точки, где следует проводить измерения (для достоверности измерений обычно выбирают три точки);

· определяют время проведения измерений по каждой смене; для получения достоверных сведений целесообразно проводить измерения в начале смены, в середине и в конце; в начале смены и в конце замеры проводят примерно через 1 час после начала смены или за 1 час до ее оконча­ния с целью получения установившихся значений пара­метров;

· выбранные точки измерений в рабочей зоне нумеруют по порядку и заносят в протокол измерений, здесь же указывают время измерений; подготавливают необходимое приборное оборудование;

· проводят измерения температуры, влажности и скорости дви­жения воздуха в соответствии с заготовленными заранее протоколами измерений;

· после проведения измерений проводят нормирование микроклимата - сравнивают результаты замеров с нормативными значениями микроклимата, выявляют отклонения и выясняют причины несоответствия фактических значений параметров нормируемым;

· разрабатывают план организационно-технических мероприя­тий по обеспечению требуемых санитарно-гигиенических нормативов состояния воздуха рабочей зоны;

· после выполнения работ по оргтехплану проверяют их эффек­тивность, проводят повторные измерения.

Для измерения температуры применяют в основном ртутные и спиртовые термометры. Для установления наибольшего или наи­меньшего значения температуры пользуются максимально - минимальными термометрами.

Максимально - минимальный тер­мометр представляет собой запаянную с обеих сторон U - образ­ную стеклянную трубку, нижняя часть которой заполнена рту­тью, а верхняя - спиртом. Спирт заполняет левое дополнительно изогнутое колено целиком, а правое - лишь до половины нахо­дящегося над ним расширения, верхняя половина которого заполнена парами спирта. Имеющиеся в каждом колене подвижные стальные указатели упираются концами во внутренние стенки капиллярной трубки, поэтому их передвижение вверх возможно только при подъеме уровня ртути (рис. 4.1.). Нижние концы ука­зателей показывают по шкале максимум зарегистрированной тем­пературы в правом колене, а минимум - в левом.

 

Рис 4.1 Максимально – минимальный Рис.4.2. Психрометр стационарный

термограф 1 – два термометра со шкалой;

2 – основание; 3 – питатель; 4- ткань

(фильтр)

 

До установки прибора (обязательно в горизонтальном поло­жении) указатели при помощи магнита устанавливают в исходное положение, т. е. на уровне ртути в каждом из колен в момент размещения прибора в месте измерения температуры воздуха. Для непрерывной записи значения темпе-ратуры на бумажной ленте применяют термографы М-16 ас и М-16 ан. Приемной ча­стью в них служит биметаллическая пластина, связанная с помо­щью рычага со стрелкой в виде пера. Барабан с бумажной лентой приводится в движение тяговым механизмом: продолжитель­ность одного оборота барабана (завода) в термографе М-16 ас (суточный) равна 26 ч, а в М-16 ан (недельный) составляет 176 ч.

Влажность воздуха в рабочей зоне в большинстве случаев из­меряют психрометрами двух типов. Стационарный психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных термометров: сухо­го и влажного (рис. 4.2.). Резервуар влажного термометра окутан батистом, марлей или другой доста-точно гигроскопической мате­рией, конец которой в виде неплотного жгута опущен в напол­ненный дистиллированной водой стаканчик. По этому жгуту к резервуару термометра поступает влага взамен испаряющейся. Резервуар термометра не должен непосредственно контактиро­вать с водой, поэтому стаканчик помещают несколько в стороне от резервуара и ниже на 3-4 см. К резервуару необходимо обес­печить свободный доступ воздуха.

Сухой термометр показывает температуру окружающего воз­духа, влажный - более низкую температуру вследствие испарения воды с поверхности его резервуара. По значениям температур и их разности по специальным психро-метрическим таблицам опреде­ляют влажность (таблица прилагается к каждому прибору).

Для непрерывной записи значений влажности на бумажную ленту применяются гидрографы суточные М-21 и недельные М-21 н.

Скорость воздуха в рабочее время измеряют анемометрами (крыльчатые, чашечные, индукционные, электрические и др.).

Наиболее распространены крыльчатые и чашечные анемомет­ры (рис. 4.3.). Диапазон измерения скоростей крыльчатыми ане­мометрами составляет 0,5-10, чашечными - 9-20м/сек. К каждому прибору прилагают тарировочный график, по которому в зависи­мости от скорости вращения определяют скорость движения воз­духа. В анемометрах приемной частью служит крестовина с че­тырьмя полушариями-чашечками (или крыльчатками). Под действием ветра полушария (или крыльчатки) вращаются, что отмечается счетчиком на специальной шкале.

Для создания требуемых микроклиматических условий на производстве проводят разнообразные мероприятия организаци­онного, технического, конструктивно-технологического характе­ра и др. Эффективной является гер-метизация источников выде­ления теплоты и влаги (камеры для обжарки, варки, копчения колбасных изделий, котлы, автоклавы, различные печи и баки, трубопроводы и т.д.).

Для снижения избытка тепловыделений применяют теплоизо­ляцию наружных поверхностей оборудования таким образом, чтобы температура на поверхности изоляции не превышала +35°С (45°С) для оборудования, внутри которого по технологиче­ским требованиям температура ниже или равна +100°С (выше 100°С). При излучении теплоты от открытого оборудования между ним и рабочим местом устанавливают теплоизоляционные за­щитные экраны, водяные и воздушные завесы.

К основным санитарно-техническим мероприятиям по обес­печению благоприятных микроклиматических условий относятся надежная работа систем отопления, кондиционирования воздуха и вентиляции. Оборудование, где есть значительные тепло- и влаговыделения, должно иметь надежную систему местной вытяж­ной вентиляции с правильной установкой отсосов (замков) в ра­бочей зоне.

К организационным мероприятиям относятся: вывод рабо­тающих из помещений с неблагоприятными микроклиматиче­скими условиями; это возможно при автоматизации и комплекс­ной механизации производственных процессов с использованием дистанционного управления.

 

 

Рис.4.3. Анемометр чашечный (МС-13)

1 - стрелка шкалы сотен; 2 - циферблат; 3 - стрела шкалы единиц;

4 -вертушка; 5 - ось; 6 - червяк; 7 - стрелка шкалы тысяч;

8 - ушки; 9 - арретир; 10 - винт

 

Для предупреждения заболеваний у входа в цех оборудуют тамбуры и за-щитные стенки для предохранения от сквозняков; воздушные тепловые завесы от проникновения больших масс хо­лодного воздуха через место открывания дверей и ворот в боль­ших производственных зданиях.

В помещениях, имеющих большие избытки теплоты, для вос­становления в организме работающих водного и солевого балан­са устанавливают сатура-торные установки с подсоленной водой, содержащей 0,5 % поваренной соли.