Метеорологические условия производственной среды


1. Воздушная среда рабочей зоны.

2. Показатели микроклимата и их характеристика.

3. Влияние метеорологических условий на организм человека.

4. Нормирование параметров микроклимата в производственных условиях.

5. Мероприятия по оздоровлению воздушной среды. Технические средства контроля параметров микроклимата.

1 Воздушная среда рабочей зоны

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т.е. пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

Атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему):

·                        азота - 78,08;

·                        кислорода - 20,95;

·                        аргона,  неона и других инертных газов - 0,93;

·                        углекислого газа - 0,03;

·                        прочих газов - 0,01.

Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания. Однако в рабочей зоне он редко имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в производственные помещения вредных веществ - паров, газов, твердых и жидких частиц.

Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества - дисперсные системы - аэрозоли, которые делятся на:

·                        пыль (размер твердых частиц более 1 мкм),

·                         дым (менее 1 мкм)

·                        туман (размер  жидких частиц менее 10 мкм).

Пыль бывает крупно- (размер частиц более 50 мкм), средне- (50 - 10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).Поступление в воздух рабочей зоны того или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточных  и конечных продуктов. Причины пылеобразования могут быть основными, или первичными. Кроме этого в условиях производства может возникать и вторичное пылеобразование, например, при уборке помещений, движении людей и т. п.

Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через:

·                        дыхательные пути,

·                        кожу,

·                        пищу.

Большинство этих веществ относится  к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение нормальной жизнедеятельности. В результате их действия у человека возникает болезненное состояние - отравление, опасность которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации С (мг/м3) и вида вещества. По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:

· общетоксические - вызывающие отравление всего организма (окись углерода, цианистые соединения, свинец,  ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и др.);

· раздражающие - вызывающие раздражение дыхательного  тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ,  фтористый водород, окислы азота, озон, ацетон и др.);

· сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе  нитро - и нитрозосоединеннй и др.);

· канцерогенные - вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения, амины, окислы хрома, асбест и др.);

· мутагенные  -  приводящие к изменению наследственной  информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.);

· влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть,  свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества и др.).

         Около 7 000 000 вредных веществ находится в окружающей среде.

         Более 1 000 ежегодно появляется новых.

         Более 3 000 используется на химически опасных объектах (ХОО).

         Около 100 называются химически вредные вещества (ХВВ)  - концентрация 100мг/м3 вызывает летальный исход.

Нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Согласно ГОСТ 12.1.005 - 88 установлены предельно допустимые  концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны ПДК р.з. (мг/м3) производственных помещений.

ПДК р.з. – это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека. Вредные вещества по степени воздействия на организм  человека подразделяются на четыре классы опасности:

·                        1-й класс - чрезвычайно опасные,           ПДК р.з. < 0,1 мг/м3 ;

·                        2-й класс - высокоопасные,            ПДК р.з. = 0,1 - 1,0 мг/м3 ;

·                        3-й класс -  умеренно опасные,      ПДК р.з. = 1,0 – 10,0 мг/м3;

·                        4-й класс- малоопасные.                ПДК р.з. > 10,0 мг/м3.

Механизмы действия вредных веществ

 


         В качестве примера в таблице 22 приведены нормативные данные загрязняющих веществ (всего нормируется более 700).

 Таблица 22

Значения  предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ.

Вещество

Величина ПДК, мг/м3

Класс
опасности

Агрегатное
состояние

Бериллий и его соединения

0,001

1

аэрозоль

Свинец

0,01

1

аэрозоль

Марганец

0,05

1

аэрозоль

Озон

0,1

1

пары и (или) газы

Хлор

1

2

пары и (или) газы

Соляная кислота

5

2

пары и (или) газы

Кремнеземсодержащие пыли

1

3

аэрозоль

Окись железа

4 - 6

4

аэрозоль

Окись углерода, аммиак

20

4

пары и (или) газы

Топливный бензин

100

4

пары и (или) газы

Ацетон

200

4

пары и (или) газы

2 Показатели микроклимата и их характеристика

         Микроклимат это комплекс физических факторов внешней среды, оказывающих преимущественное влияние на терморегуляцию организма.

         Терморегуляция организма – это физиологический процесс поддержания температуры тела в определенных границах (36,1 – 37,2°С), что необходимо для сохранения и поддержания жизненно важных биологических процессов.

         Микроклимат производственной среды характеризуется  следующими параметрами: 

·                        температурой воздуха t (°С);

·                        относительной влажностью j  ( % );

·                        скоростью движения воздуха на рабочем месте V(м/с);

·                         атмосферным давлением Р (мм.рт.ст., Па).

Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об , инфракрасном и ультрафиолетовом излучении (лучистое тепло) от нагретого оборудования и других нагретых поверхностей

         Температура воздуха - параметр, отражающий его тепловое состояние. Характеризуется кинетической энергией движения молекул газов воздуха и выражается в градусах.

  Тепловой режим производственных помещений определяется количеством тепловыделений внутрь цеха от горячего оборудования, изделий и полуфабрикатов, а также от солнечной радиации, проникающей в цех через открытые и остекленные проемы или нагревающей кровлю и стены здания, а в холодный период года - от степени отдачи тепла за пределы помещения и от отопления.

Определенную роль играют тепловыделения от различного рода электродвигателей, которые при работе нагреваются и отдают тепло в окружающее пространство. Часть поступившего в цех тепла отдается наружу через ограждения, а остальное, так называемое явное тепло нагревает воздух рабочих помещений.

Явная теплота - теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников, в результате инсоляции и воздействующая на температуру воздуха в этом помещении.

Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий (СН 245-71) производственные помещения по удельному тепловыделению делятся на две группы: холодные цехи, где явное тепловыделение в помещении не превышает 20 ккал/м3ч, и горячие цехи, где они выше этой величины.

Воздух цеха, постепенно соприкасаясь с горячими поверхностями источников тепловыделений, нагревается и поднимается вверх, а его место замещает более тяжелый холодный воздух, который, в свою очередь, также нагревается и поднимается вверх. В результате постоянного движения воздуха в цехе происходит его нагрев не только в месте нахождения источников тепла, но и на более отдаленных участках. Такой путь отдачи тепла в окружающее пространство называется конвекционным. Особенно высокая температура наблюдается на рабочих местах, не имеющих достаточного притока наружного воздуха или расположенных в непосредственной близости от источников тепловыделений.

Противоположная картина наблюдается в тех же цехах в холодный период года. Нагретый горячими поверхностями воздух поднимается вверх и частично уходит из цеха через проемы и неплотности в верхней части здания (фонари, окна, шахты); на его место подсасывается холодный наружный воздух, который до соприкосновения с горячими поверхностями нагревается очень мало, в силу чего нередко рабочие места омываются холодным воздухом.

           Влажность воздуха - параметр, отражающий содержание в воздухе водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютной влажностью называется плотность водяного пара в воздухе, выраженная в г/м3 или мм.рт.ст. Максимальной влажностью называют упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой. Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности к максимальной при одинаковых температуре и давлении. Относительная влажность выражается в %.

 Как в наружном, так и в воздухе производственных помещений содержится некоторое количество водяных паров, создавая определенную влажность воздуха. Увеличение количества водяных паров при одной и той же температуре может происходить лишь до определенного предела, после чего пары начинают конденсироваться (состояние максимальной влажности). Чем выше температура воздуха, тем больше надо водяных паров, чтобы довести этот воздух до максимальной влажности. Следовательно, максимальная влажность воздуха при разных температурах различна, причем для каждой температуры эта величина постоянна.

Помимо влагосодержания поступающего наружного воздуха, внутри цеха могут быть дополнительные источники влаговыделения. Главным образом это открытые технологические процессы, сопровождающиеся использованием воды или водных растворов, особенно если эти процессы идут с подогревом. Определенная часть влаги выделяется также от самих работающих при дыхании и потовыделении, однако практически это не играет существенной роли.

В производственных условиях наблюдается весьма различная влажность воздуха - от 5 - 10 до 70 - 80%, при наличии обильных влаговыделений (моечные отделения различных производств, прачечные) - иногда до 90 - 95%, а в холодный период года - до 100%, то есть до туманообразования.

           Движение воздуха в рабочей зоне может быть вызвано неравномерным нагревом воздушных масс, действием вентиляционных систем или технологического оборудования и измеряется в м/с.

  В каждом помещении, и тем более в производственных цехах, воздух всегда находится в состоянии движения, которое создается вследствие разности температур в различных частях здания и по площади и по высоте. Разность температур образуется в результате инфильтрации и подсоса более холодного наружного воздуха через окна, фонари, фрамуги, ворота.

Более сильное движение наблюдается в тех случаях, когда в цехе имеются источники тепловыделения, которые нагревают воздух и заставляют его быстро подниматься вверх иногда со скоростью 4 - 5 м/сек. Особенно большие скорости движения создаются вблизи открытых проемов (ворот, окон и т. п.), где имеется возможность подсоса более холодного наружного воздуха. Вследствие больших скоростей холодные струи проходят значительные расстояния без достаточного разбавления теплым воздухом цеха, обдувая рабочих и создавая резкие колебания температур, что в быту называют сквозняками.

На отдельных же участках могут создаваться неблагоприятные условия для естественного конвекционного потока. Чаще всего такое положение наблюдается на участках, удаленных от проемов, ограниченных стенами или громоздким оборудованием, и особенно там, где подъему нагретого воздуха вверх препятствуют какие-либо глухие перекрытия (потолки). Подвижность воздуха сокращается до минимальных величин (0,05 - 0,1 м/сек), что приводит к его застою и перегреванию, особенно если участки расположены вблизи от источников тепловыделений.

            Лучистое тепло (инфракрасная радиация) представляет собой электромагнитные излучения нагретых тел с длиной волны от 780 до 106 нм.

 Все нагретые тела со своей поверхности излучают поток лучистой энергии. Характер этого излучения зависит от степени нагрева излучающего тела. При температуре выше 500oС спектр излучения содержит как видимые - световые лучи, так и невидимые - инфракрасные лучи; при меньших температурах этот спектр состоит только из инфракрасных лучей. Гигиеническое значение имеет в основном невидимая часть спектра, то есть инфракрасное, или, как его иногда не совсем правильно называют, тепловое излучение.

Чем ниже температура излучаемой поверхности, тем меньше интенсивность излучения и больше длина волны; по мере увеличения температуры увеличивается интенсивность, но уменьшается длина волны, приближаясь к видимой части спектра.

Источники тепла, имеющие температуру 2500 - 3000oС и более, начинают излучать также ультрафиолетовые лучи (вольтова дуга электросварки или электродуговых печей).

Инфракрасные лучи, попадая на какое-либо тело, нагревают его, что и послужило поводом называть их тепловыми. Это явление объясняется способностью различных тел в той или иной степени поглощать инфракрасные лучи, если температура облучаемых тел ниже температуры излучающих; при этом лучистая энергия превращается в тепловую, вследствие чего облучаемой поверхности передается то или иное количество тепла. Этот путь передачи тепла называется радиационным. Различные материалы обладают различной степенью поглощения инфракрасных лучей, и, следовательно, при облучении они нагреваются по-разному. Воздух совершенно не поглощает инфракрасные лучи и поэтому не нагревается, или, как принято говорить, он является теплопрозрачным. Блестящие, светлые поверхности (например, алюминиевая фольга, полированные листы жести) отражают до 94 - 95% инфракрасных лучей, а поглощают всего 5 - 6%. Черные матовые поверхности (например, покрытие сажей) поглощают почти 95 - 96% этих лучей, поэтому нагреваются более интенсивно.

При полном поглощении инфракрасных лучей в результате полного превращения лучистой энергии в тепловую облучаемый предмет получает определенное количество тепла, которое принято измерять в малых калориях на 1 см2 облучаемой поверхности в минуту (гкал/см2мин). Эту величину принимают за единицу интенсивности облучения. Интенсивность инфракрасного облучения возрастает по мере повышения температуры источника излучения и увеличения площади его поверхности и уменьшается в квадратной пропорции по мере удаления от источника излучения. Инфракрасное излучение, как правило, происходит от тех же источников, что и выделение конвекционного тепла.

Рабочие горячих цехов постоянно или периодически подвергаются воздействию инфракрасного излучения, в результате чего они получают извне то или иное количество тепла. Интенсивность облучения на рабочих местах в зависимости от размеров и температуры источников излучения и расстояния от него рабочих мест колеблется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 8 - 10 гкал/см2мин. При выполнении отдельных кратковременных операций интенсивность облучения достигает 13 - 15 гкал/см2мин. Для сравнения следует указать, что интенсивность солнечной радиации в летний безоблачный день достигает лишь 1,3 - 1,5 гкал/см2мин.

  Несмотря на то, что инфракрасное излучение не оказывает прямого действия на воздух, все же косвенным путем оно способствует его нагреву. Подвергающиеся облучению различные предметы, оборудование, конструкции и даже стены нагреваются и сами становятся источниками тепловыделения как радиационным, так и конвекционным путем. От них-то и нагревается воздух цеха.

          Атмосферное давление характеризуется интенсивностью силы тяжести вышестоящего столба воздуха на единицу поверхности и измеряется в Па.

 3 Влияние метеорологических условий на организм человека

Температура

           Человек может переносить колебания температур воздуха в весьма широких пределах от - 40 - 50oС и ниже до +100oС и выше. Организм человека приспосабливается к столь широкому диапазону колебаний температур окружающей среды посредством регулирования теплопродукции и теплоотдачи человеческого организма (процесс терморегуляции).

В результате нормальной жизнедеятельности организма в нем постоянно происходит образование тепла и его отдача, то есть теплообмен. Тепло образуется вследствие окислительных процессов, из которых две трети падает на окислительные процессы в мышцах. Отдача тепла идет тремя путями: конвекцией, радиацией и испарением пота. В нормальных метеорологических условиях окружающей среды (температура воздуха около 20o С) конвекцией отдается около 30%, радиацией - около 45% и испарением пота - около 25% тепла.

Терморегуляция в неблагоприятных метеорологических условиях, как правило, сопровождается напряжением определенных органов и систем, что выражается в изменении их физиологических функций. В частности, при действии высоких температур отмечается повышение температуры тела, что свидетельствует о некотором нарушении терморегуляции. Во время физической работы в условиях высоких температур температура тела увеличивается больше, чем при аналогичных условиях в покое.

В условиях горячих цехов возможно перегревание (тепловая гипертермия). Увеличение теплоотдачи всегда связано с увеличением кровенаполнения периферических кожных сосудов. Об этом свидетельствует покраснение кожных покровов при воздействии на человека повышенной температуры или инфракрасной радиации. Кровенаполнение поверхностных сосудов ведет к повышению температуры кожных покровов, что способствует более интенсивной отдаче тепла в окружающее пространство конвекционным и радиационным путем. Приток крови к кожным покровам активизирует деятельность расположенных в подкожной клетчатке потовых желез, что ведет к увеличению потовыделения и, следовательно, к более интенсивному охлаждению организма. Великий русский ученый И. П. Павлов рядом экспериментальных работ доказал, что в основе этих явлений лежат сложные рефлекторные реакции при непосредственном участии центральной нервной системы.

В горячих цехах, где температура окружающего воздуха может достигать высоких величин (32 - 34oС), человек лишен возможности отдавать избытки тепла конвекционным путем. При наличии нагретых предметов и других поверхностей в цехе, особенно при инфракрасном излучении, весьма затруднен и второй путь теплообмена радиация. Таким образом, в этих условиях, терморегуляция крайне затруднена, так как основная нагрузка падает на третий путь - теплоотдачи испарением пота. В условиях повышенной влажности, наоборот, затруднен третий путь теплоотдачи - испарением пота - и отдача тепла происходит конвекцией и радиацией.

Наиболее тяжелые условия терморегуляции создаются при сочетании высокой температуры окружающей среды и повышенной влажности воздуха.

При перегревании наблюдаются гиперемия лица, слабость, головная боль, потоотделение, искажение цветового восприятия предметов, тошнота, рвота, учащаются дыхание, пульс, артериальное давление. В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара, когда температура тела быстро повышается до 40 °С и выше, наблюдаются бледность, синюшность, малый пульс, падение артериального давления, потеря сознания. При оказании первой помощи необходимо принять быстрые меры к охлаждению организма, чему способствуют покой, свежий воздух, прохладные душ, ванна.

Солнечный удар возникает при интенсивном прямом облучении головы, чаще при работах на открытом воздухе. Причина такого состояния – отек оболочек и ткани мозга, развитие явлений менингита и энцефалита. Симптомами солнечного удара являются головная боль, головокружение, беспокойство, шум в ушах, расстройство зрения, тошнота, рвота. В тяжелых случаях могут быть выраженные нервные расстройства: помрачение сознания, судороги, припадки, галлюцинации и др. При оказании первой помощи большое значение имеют водные процедуры: прохладный душ, покой в прохладном помещении, обильное питье.

Высокая температура окружающего воздуха оказывает большое влияние на сердечно-сосудистую систему. Повышение температуры воздуха выше определенных пределов дает учащение пульса. Установлено, что учащение пульса начинается одновременно с повышением температуры тела, то есть с нарушением терморегуляции. Эта зависимость дает возможность по учащению пульса судить о состоянии терморегуляции при условии отсутствия прочих факторов, оказывающих влияние на частоту сердечных сокращений (физическое напряжение и пр.).

Воздействие на организм высокой температуры вызывает понижение кровяного давления. Это результат перераспределения крови в организме, где происходит отток крови от внутренних органов и глубоких тканей и переполнение периферических, то есть кожных, сосудов.

Под влиянием высокой температуры изменяется химический состав крови, увеличивается удельный вес, остаточный азот, уменьшается содержание хлоридов и углекислоты и т. д. Особое значение в изменении химического состава крови имеют хлориды. При чрезмерном потении в условиях высоких температур хлориды выводятся из организма вместе с потом, вследствие чего нарушается водно-солевой обмен. В 1л пота содержится 2,5–5,6 г хлорида натрия (NaCl). При тяжелой работе в условиях высокой температуры воздуха может выделиться до 10-12 л пота, а с ним до 30–40 г NaCl. Всего в организме около 140 г NaCl. Потеря 28–30 г его ведет к прекращению желудочной секреции, а больших количеств -  к мышечным спазмам и судорогам. Кроме этого высокая температура воздуха неблагоприятно действует и на витаминный обмен. Потери водорастворимых витаминов при сильном потоотделении достигает 15 – 25% потребной суточной дозы.

Таким образом, высокая температура воздуха (выше допустимого предела) оказывает неблагоприятное влияние на жизненно важные органы и системы человека (сердечно-сосудистую, центральную нервную систему, пищеварительную), вызывая нарушения нормальной их деятельности, а при наиболее неблагоприятных условиях может вызвать серьезные заболевания в виде перегревания организма, называемые в быту тепловыми ударами.

Охлаждение и переохлаждение на производстве возникают в результате действия на организм низких и пониженных (субнормальных) температур воздуха. При низких температурах окружающей среды в организме усиливаются окислительные процессы, увеличивается внутренняя теплопродукция, за счет чего и сохраняется постоянная температура тела. На холоде люди стараются больше двигаться или работать, так как работа мышц ведет к усилению окислительных процессов и увеличению теплопродукции. Дрожь, появляющаяся при длительном нахождении человека на холоде, есть не что иное, как мелкие подергивания мышц, что также сопровождается усилением окислительных процессов и, следовательно, повышением теплопродукции.

Вопрос о воздействии холодного воздуха на организм окончательно не выяснен, однако доказано, что в результате охлаждения организма ослабевают его способность к фагоцитозу, то есть к борьбе с микробами, уменьшаются, в частности, бактерицидные свойства сыворотки крови, снижается иммунитет, то есть невосприимчивость к отдельным инфекциям. В результате всего этого организм, подвергающийся охлаждению или воздействию холодных токов воздуха, становится более восприимчивым к таким заболеваниям, как грипп, ангина, пневмония, катары верхних дыхательных путей, невриты, миалгии и др., почему и получили эти заболевания название простудных.

Лучистая энергия

В отличие от действия на организм высокой температуры инфракрасное облучение характеризуется прежде всего местным действием. Субъективно оно выражается в теплоощущении на облучаемых участках, причем теплоощущения зависят от интенсивности облучения: чем выше интенсивность облучения, тем более выражены теплоощущения, вплоть до жжения.

Инфракрасная радиация оказывает также и общее действие на организм, которое во многом похоже на действие высокой температуры; в частности, при облучении инфракрасными лучами наблюдается повышение температуры тела, усиление потоотделения, учащение пульса и повышение газообмена; иногда отмечается понижение кровяного давления, учащение дыхания.

Специфической особенностью инфракрасных лучей является их способность вызывать химические изменения в белковых клетках, а при действии их на орган зрения - вызывать помутнение хрусталика глаза (катаракту). Катаракта появляется при действии инфракрасных лучей с длиной волны от 0,8 до 1,4 мкм, получивших название фохтовских лучей (по имени автора, впервые установившего их); остальная часть спектра поглощается оболочками глаза и не доходит до хрусталика.

Инфракрасная радиация влияет на функциональное состояние центральной нервной системы; под влиянием инфракрасной радиации затрудняется передача нервного возбуждения. Влияние это возрастает с удлинением волны инфракрасного излучения.

Ультрафиолетовые лучи различной длины волны по разному действуют на организм человека. По биологической активности их можно условно разделить на три участка: с длиной волн свыше 315 мкм, то есть находящиеся на границе с видимыми лучами, обладающие малой активностью; с длиной волн от 280 до 315 мкм, оказывающие сильное действие на кожные покровы, вызывая дерматиты, отечность, жжение, зуд; с длиной волны менее 280 мкм - наиболее активные, действующие на тканевые белки и липоиды. При прямом попадании ультрафиолетовых лучей в глаза, особенно малой и средней длины, волны, они оказывают на орган зрения острое действие, выражающееся в значительных болевых ощущениях, жжении, в чувстве песка в глазах, светобоязни, покраснении и припухлости слизистых. Все эти явления так называемой электроофтальмии появляются через 6 - 8 часов после воздействия ультрафиолетовых лучей и продолжаются иногда до двух суток.

Ультрафиолетовые лучи в определенных, относительно небольших дозах оказывают и положительное влияние на организм: стимулируют кроветворные функции организма; образование витамина Д, улучшают обмен веществ, обладают бактерицидностью, иммунизирующими свойствами. В силу этих свойств ультрафиолетовые облучения широко используются в медицине в качестве профилактического и лечебного средства, а также как средство обезвреживания воздушной среды и предметов, загрязненных микробами.

 Влажность и скорость движения воздуха

          Влажность и подвижность воздуха в комплексе с другими факторами оказывают существенное влияние на организм человека, играя важную роль в терморегуляции организма. По законам физики чем выше упругость паров над жидкостью (то есть чем выше насыщение воздуха влагой), тем медленнее происходит испарение данной жидкости. В условиях производства повышение влажности воздуха ведет к уменьшению испарения пота и, следовательно, к уменьшению отдачи тепла организмом. Поэтому сочетание высоких температур или интенсивного инфракрасного излучения с повышенной влажностью воздуха (φ>85%)  создает наиболее неблагоприятные метеорологические условия, в которых чаще происходит нарушение терморегуляции и перегревание организма. Низкая относительная влажность (φ<20%) способствует более интенсивному испарению пота и, следовательно, быстрой отдаче тепла организмом, а также излишнему пересыханию слизистых и кожных покровов.

Движение воздуха над жидкостью способствует более быстрому ее испарению. Эта физическая закономерность имеет большое значение для терморегуляции. При наличии движения воздуха в цехе быстрее происходит испарение пота с поверхности тела рабочего, что ведет к более интенсивной отдаче тепла.    Известно, что на участках с малой подвижностью воздуха в горячих цехах самочувствие рабочих ухудшается, так как замедляется испарение пота. Увеличение подвижности воздуха ведет к улучшению самочувствия, но до определенного предела, после чего рабочий, как правило, начинает испытывать неприятное ощущение сквозняка.  При различных температурных режимах или интенсивности инфракрасного облучения различен и этот предел эффективности движения воздуха: чем выше температура окружающего воздуха или интенсивность облучения, тем выше предел скорости движения воздуха, оказывающий благоприятно субъективно воспринимаемое воздействие на рабочих. При особо тяжелых метеорологических условиях в сочетании с физическим напряжением движение воздуха до 3 - 3,5 м/с воспринимается положительно.

Давление

  Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734 - 1267 гПа (550 - 950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека  опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.

          Таким образом, значительная выраженность отдельных факторов микроклимата на производстве и тем более в определенных сочетаниях может быть причиной ряда физиологических сдвигов (температура тела, водно-солевой и витаминный обмен, сердечно-сосудистая система) в организме работающих, а иногда патологических состояний (перегревание, тепловой и солнечный удар, охлаждение и переохлаждение, судорожная болезнь, профессиональная катаракта).

4 Нормирование параметров микроклимата

в производственных помещениях

Комплексное воздействие на человека вышеперечисленных факторов обуславливает тот или иной микроклимат в рабочей зоне. При их благоприятных сочетаниях, с учетом характера и тяжести выполняемой работы, человек находится в комфортных условиях и может плодотворно трудиться. Неблагоприятное сочетание метеорологических условий может вызвать перегрев или переохлаждение. ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования" устанавливает для рабочих зон производственных помещений оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха (таблица 23) при выборе которых учитываются:

1)    время года:

·холодный и переходный периоды со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С;

·теплый период с температурой +10°С и выше;

2)    категория работы;

3)    характеристика помещения по избыткам явной теплоты:

·помещения с незначительными избытками явной теплоты, приходящимися на 1 м3 объема помещения, 23,2 Дж/(м3с) и менее;

·помещения со значительными избытками - более 23,2 Дж/(м3с).

Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для  высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических возможностей.

 

Таблица 23 - Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (ГОСТ 12.1.005-88)

Сезон года

Категория работ

Температура,°С

Относительная влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

Холодный и переходный периоды

Легкая - 1

Средней тяжести - IIa

Средней тяжести -IIб

Тяжелая - III

20-23

18-20

17-19

16-18

60-40

60-40

60-40

60-40

0,2

0,2

0,3

0,3

Теплый
 период

Легкая - 1

Средней тяжести - IIa

Средней тяжести -IIб

Тяжелая - III

22-25

21-23

20-22

18-21

60-40

60-40

60-40

60-40

0,2

0,3

0,4

0,5

 

5 Мероприятия по оздоровлению воздушной среды

         Мероприятия по обеспечению нормальных метеорологических условий на производстве, как и многие другие, носят комплексный характер. Существенную роль в этом комплексе играют:

1.Архитектурно-планировочные решения производственного здания, рациональное построение технологического процесса и правильное использование технологического оборудования, применение ряда санитарно-технических устройств и приспособлений.

Планировка помещений горячих цехов должна обеспечивать свободный доступ свежего воздуха ко всем участкам цеха. Оборудование в горячем цехе нужно размещать таким образом, чтобы все рабочие места хорошо проветривались.

Необходимо избегать параллельного размещения горячего оборудования и других источников тепловыделения, так как в этих случаях рабочие места и вся зона, расположенная между ними, плохо проветривается, свежий воздух, проходя над источниками тепловыделения, приходит на рабочее место в нагретом состоянии.

Для защиты крыши зданий от солнечной радиации и, следовательно, от передачи тепла внутрь зданий перекрытие верхнего этажа хорошо теплоизолируется. В солнечные летние дни хороший эффект дает мелкое разбрызгивание воды по всей поверхности крыши.

На летний период стекла окон, фрамуг, фонарей и других проемов целесообразно покрывать непрозрачной белой краской (мелом). Если оконные проемы открываются для проветривания, их следует зашторивать белой  тканью. Наиболее рационально в открытых оконных проемах оборудовать жалюзи, которые пропускают рассеянный свет и воздух, но преграждают путь прямым солнечным лучам.

          2. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия  имеют большое значение для защиты от воздействия вредных  веществ, теплового излучения, особенно при выполнении  тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся  выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны.

          3. Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов и т. д.

  4.Надежная герметизация оборудования, в котором находятся  вредные вещества. Через неплотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходит истечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависит от его физических свойств,  площади неплотностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования.

         5. Защита от источников тепловых излучений.

Для изоляции источников тепла применяются обычные термоизоляционные материалы, обладающие низкой теплопроводностью. К ним относятся пористый кирпич, асбест, специальные глины с примесью асбеста и т. п.

Лучший гигиенический эффект дает водяное охлаждение наружных поверхностей горячего оборудования. Оно применяется в виде водяных рубашек или системы труб, покрывающих снаружи горячие поверхности.

Для экранирования примеряются щиты высотой не менее 2 м, поставленные параллельно горячей поверхности на небольшом расстоянии от нее (5 — 10 см). Подобные щиты препятствуют распространению конвекционных токов нагретого воздуха от горячей поверхности в окружающее пространство. Конвекционные токи направляются вверх по щели, образованной горячей поверхностью и щитом, и нагретый воздух, минуя рабочую зону, уходит наружу через аэрационные фонари и другие проемы.

Для удаления тепловыделений от небольших источников тепла или от локализованных (ограниченных) мест его выделения можно использовать местные укрытия (зонты, кожухи) с механическим или естественным отсосом.

         6.Устройство вентиляции и отопления.

          7. Применение средствиндивидуальной защиты.

         8. Рационализация режима труда и отдыха  путем сокращения рабочего дня, введения дополнительных перерывов.

         9. Рациональный питьевой режим для компенсации потерь влаги, солей, витаминов путем употребления охлажденной подсоленной газированной воды (0,5% раствор NaCl), чая или других тонизирующих напитков, компенсирующих потери влаги и витаминов.

 

Технические средства контроля параметров микроклимата

         Для измерения температуры воздуха применяют ртутные, спиртовые и электрические термометры. С целью систематического наблюдения за ходом температуры в течение продолжительного времени (сутки, неделя) пользуются самопищущими приборами – термографами (М-16ас, М-16ан), воспринимающей деталью которых является биметаллическая пластина.

         Для определения влажности воздуха применяют стационарный психрометр Августа, аспирационный психрометр Ассмана, состоящие из двух термометров «сухого» и «влажного». Для непрерывной регистрации изменений относительной влажности воздуха в течение длительного периода времени (сутки, неделя) используют самопишущий прибор – гигрограф (М-21с, М-21ан), где в качестве воспринимающей части находится пучок волос.

         Для измерения скорости движения воздуха применяют анемометры: чашечный (1-20 м/с) и крыльчатый (0,5-10 м/с). Очень слабые токи воздуха определяют с помощью кататермометра (менее 1 м/с). Для одновременной записи температуры и влажности применяют термогигрографы, а для одновременного определения температуры, влажности и давления – термогигробарометр.