2.1. Микроклимат производственных помещений и его нормирование.

Микроклиматом называется совокупность физических параметров воздушной среды. К ним относятся: температура, влажность, скорость перемещения воздуха, а так же барометрическое давление.

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений (550-950 мм рт.ст.). Однако необходимо учитывать, что для человека опасно быстрое изменение давления, а не сама его величина.

Необходимость учёта параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственных помещений.

Для того, чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, теплота должна отводиться в окружающую среду. В основу нормирования параметров микроклимата положен тепловой баланс организма человека, при котором количество теплоты, приходящее в организм, уравновешено количеством теплоты уходящем.

Q_прих = Q_уход

При соблюдении баланса температура тела человека поддерживается на уровне 36.6 градусов. Основными источниками приходящего тепла является пища и мышечная работа. Отдача теплоты организмом в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду, конвекции, излучения на окружающие поверхности, испарения влаги, часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха.

Для теплового самочувствия человека важно определённое сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию человека. Повышенная влажность (более 85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая (менее 20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек. Оптимальные величины влажности составляют 40-60%.

Движение воздуха является важным фактором, влияющим на самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению теплоотдачи организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре в холодный период года.

Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0.2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0.2-0.5 м/с, а летом – 0.2-1.0 м/с. В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3.5 м/с.

Скорость воздуха оказывает влияние на распределение вредных веществ в помещении, а так же может мешать техпроцессу (например, сварка в среде защитных газов).

Высокая температура может привести к перегреву организма (обильное потоотделение, учащённый пульс, слабость, головокружение, появление судорог, тепловой удар). Особенно опасна высокая температура в сочетании с повышенной влажностью.

Низкая температура может вызвать переохлаждение организма и обморожения.

Основной принцип нормирования микроклимата – создание благоприятных условий теплообмена человека с окружающей средой.

Параметры микроклимата указаны в ГОСТ 12.1.005-88 (Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования) и зависят от тяжести выполняемых работ, периода года и характеристики помещения по теплоизбыткам. (Рабочей зоной называется пространство, ограниченное высотой 2 метра от пола.) В нормах приводятся оптимальные и допустимые параметры микроклимата.

Оптимальные условия (температура, влажность, подвижность воздуха) при длительном и систематическом воздействии обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма (ощущение комфорта) без напряжения механизмов терморегуляции. Допустимые условия при длительном воздействии на человека вызывают изменения теплового состояния человека, сопровождающиеся дискомфортом и напряжением механизмов терморегуляции. Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в тех случаях, когда по технологическим и экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы. В помещениях, в которых допустимые нормативы невозможно установить из-за особенностей технологического процесса, должна быть обеспечена защита рабочих от перегрева или переохлаждения (кондиционирование, воздушное душирование, спецодежда, регламентация времени работы и отдыха и т.п.)

По тяжести все работы делятся на три категории:

Категория 1 – лёгкие работы. При выполнении этих работ энергозатраты человека не превышают 150ккал/час. К лёгким относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не связанные с переносом тяжестей. Например, работа контролёра, конторская работа.

Категория 2 – работы средней тяжести. Энергозатраты составляют от 151 до 200ккал/час. К данной категории относятся работы, связанные с постоянной ходьбой и переносом тяжестей до 10кг.

Категория 3 – тяжелые работы. Энергозатраты выше 250ккал/час. Работы связанны с систематическим физическим напряжением, а так же с постоянным передвижением тяжести свыше 10кг. Например, работа в кузнечном цеху с ручной ковкой, в литейном цеху с ручной заливкой и т.п.

В нормах учитываются следующие периоды года:

1. Тёплый, при котором температура наружного воздуха устойчиво держится выше +10 градусов;

2. Холодный, при котором температура наружного воздуха устойчиво держится ниже 0 градусов.

Период с температурой воздуха от 0 до 10 градусов называется переходным и относится к холодному.

Температуру измеряют в нескольких точках помещения на рабочих местах в разное время на высоте 1,3…1,5 м от пола и не ближе 1 м от нагревательных приборов и стен. Обычно применяют ртутные и спиртовые термометры. Относительную влажность измеряют с помощью психрометров. Влажность определяется по психрометрическим таблицам в соответствии с разностью показаний влажного и сухого термометра. Скорость движения воздуха определяют при помощи анемометров.

Помещения по теплоизбыткам делятся на два вида:

1. С незначительными избытками явного тепла (до 20 ккал/м³ч)

2. Со значительными избытками явного тепла (более 20 ккал/м³ч)

Явная теплота – теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников.

В машиностроении основными источниками тепловыделений являются электропечи, кузнечные горны, нагретый металл, электрооборудование, различные нагретые поверхности.

Величину избытков явной теплоты определяют по формуле:

Qизб = ΣQпост -Σ Qух,

Где ΣQпост – суммарное количество поступающей в помещение явной теплоты;

Σ Qух – суммарное количество уходящей теплоты (за счёт теплопотерь ограждениями, нагрева поступающего в помещение воздуха и т.п.).

С учётом перечисленных выше факторов определяют нормы микроклимата. Например, для лёгкой работы, выполняемой в помещениях с незначительными избытками явной теплоты в холодный период года, допустимые параметры следующие: температура 19-25 градусов, относительная влажность не более 75%, скорость движения воздуха не более 0.2 м/с.

Способы защиты от перегрева:

1. Применение специальной одежды из тканей с плохой теплопроводностью;

2. Применение вентиляции. В отдельных случаях используют воздушное душирование – обдув человека струёй прохладного воздуха.

3. Поддержание правильного питьевого режима, при котором на каждого работника горячего цеха должно быть запасено не менее 6 литров доброкачественной питьевой воды в смену.