Микроклимат в производственных помещениях
2.Микроклимат в производственных помещениях.
2.1.Теплообмен человека с окружающей средой.
В результате биохимических процессов в организме человека, его жизнедеятельность сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду.
Её количество зависит от степени физического напряжения и энергетических затрат. Она составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт. Чтобы физиологические процессы протекали нормально, выделение энергии должно отводиться в окружающую среду.
Нарушение теплового баланса может привести к перегреву, или к переохлаждению организма и, как следствие, к потере трудоспособности, быстрому утомлению, потере сознания и даже смерти (сильная жара во Франции – погибло более 10-ти тысяч человек).
Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Qтп человека полностью воспринимается окружающей средой Qто , т.е. когда Qтп = qто .
Если теплопродукция человека не может быть полностью передана окружающей среде (Qтп > Qто), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием “ЖАРКО”.
И , наоборот, если окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем воспроизводит организм человека (Qтп < Qто), происходит охлаждение организма, т.е. человеку в этом случае “холодно”.
Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется 3-мя путями:
Рекомендуемые материалы
- конвекция Qп – в результате омывания человека воздухом (30%);
- излучение на окружающие поверхности Qл (до 45%);
- в процессе тепломассообмена Qтм при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании (25%).
Нормальное самочувствие наблюдается при соблюдении равенства:
Qтм=Qк+Qп+Qтм
Количество отдаваемой организмом теплоты зависит от того или иного характера микроклимата. Т.е. величина теплообмена человека (конвективного) определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, скоростью движения и влагосодержанием (влажностью) воздуха.
Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека температурой , влажностью и скоростью движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.
Нормативные показатели производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88, а также СанПиН 2.2.4.584-96. К ним относятся: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.
Различают тёплый и холодный период года. Тёплый период – среднесуточная температура наружного воздуха выше +10◦С, холодный – ниже +10◦С.
В зависимости от энергозатрат организма различают 3 категории работ: лёгкие, средней тяжести и тяжёлые.
Характеристику производственных помещений по категории выполняемых работ устанавливают по категории работ, выполняемых половиной и более работающих в соответствующем производственном помещении.
Оптимальные показатели микроклимата на рабочих местах производственных помещений.
Лёгкие работы – категории 1а, 1б с относительно небольшой затратой энергии – контролёры, конторские работники, КИП.
Работы средней тяжести – 2а, 2б – связанные с постоянной ходьбой, стоя, сидя; 2б – связанные с ходьбой и переноской тяжестей (до 10 кг) – слесари по ремонту подвижного состава, в механосборочных цехах, обработка древесины.
Тяжёлые работы – систематические физические нагрузки с постоянным передвижением, переноской более 10 кг тяжестей (в кузнечных и литейных цехах с ручным процессом).
В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.
Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создаёт предпосылки для высокой работоспособности.
Комфортной называют такую среду, охлаждающая способность которой соответствует отводимому теплу человека. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его тепловых ощущений – холода или перегрева. Высокая температура воздуха оказывает неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную систему. Низкая температура может вызвать местное и общее охлаждение организма, стать причиной простудных заболеваний.
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 приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие, и понижение работоспособности.
2.2. Приборный контроль показателей микроклимата.
Измерения показателей микроклимата проводят в рабочей зоне на высоте 1,5 м от пола, повторяя их в различное время дня и года, в разные периоды технологического процесса (в т.ч. при проведении аттестации рабочих мест).
Температура – измеряется ртутными и спиртовыми термометрами, имеющими разные пределы измерений и класс точности.
Относительная влажность воздуха – измеряется аспирационным психрометром Ассмана.
Влажность воздуха влияет непосредственно на терморегуляцию человека: при низких температурах наличие водяных паров в воздухе усиливает отдачу тепла; при высоких температурах – затрудняет её, что может привести к перегреву организма.
Если в воздухе помещения непрерывно увеличивать содержание водяных паров, может наступить состояние, когда данный объём воздуха полностью ими насытится, т.е. количество водяных паров в воздухе при определённой температуре достигнет максимума. В этом случае воздух будет насыщенным. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.
Абсолютная влажность воздуха – это количество водяных паров содержащееся в единице объёма воздуха (г/м3), или упругость водяных паров в мм рт. столба. Она определяется по специальным таблицам, номограммам или по показаниям психрометра.
Относительная влажность воздуха (%) – представляет собой отношение абсолютной влажности к влажности при его максимальном насыщении. Максимальное содержание водяных паров q при разных температурах:
t = 0◦C…………q10…вл. воз. = 3,8 г/кг
t = 20◦C………...q20...вл. воз. = 14,4 г/кг
t = 25◦С…………q25..вл. воз. = 19,5 г/кг
Аспирационный психрометр Ассмана состоит из двух термометров. У одного из них ртутный резервуар покрыт тканью, которую увлажняют с помощью пипетки. Сухой термометр показывает температуру воздуха. Показания влажного термометра зависят от влажности воздуха: температура его тем меньше, чем ниже относительная влажность, поскольку с уменьшением влажности возрастает скорость испарения воды с увлажнённой ткани и поверхность резервуара охлаждается более интенсивно.
Чтобы исключить влияние подвижности воздуха в помещении на показания влажного термометра (движение воздуха повышает скорость испарения воды с увлажнённой ткани, что ведёт к дополнительному охлаждению ртутного баллона с соответствующим занижением измеряемой величины влажности по сравнению с её истинным значением) оба термометра помещены в металлические защитные трубки. С целью повышения точности и стабильности показаний прибора в процессе измерения температуры сухим и влажным термометрами через обе трубки пропускаются постоянные потоки воздуха, создаваемые вентилятором, размещённым в верхней части прибора. (рис.2.1.)
Рис. 2.1.
Перед измерением в специальную пипетку набирают воду и увлажняют тканевую оболочку влажного термометра. При этом прибор держат вертикально, затем взводят часовой механизм и устанавливают (подвешивают или удерживают в руке) в точке измерения.
Через 3-5 минут показания сухого и влажного термометров устанавливаются на определённых уровнях, по которым с помощью специальных таблиц рассчитывают относительную влажность воздуха (по величине разности температур сухого и влажного термометров; рис.2.2.)
Движение воздуха, как и влажность, оказывает действие на терморегуляцию и тепловые ощущения человека. С попаданием человека в поток воздуха повышается его теплоотдача из-за усиления конвективного теплообмена с поверхности одежды и кожных покровов.
| относит. влаж-ть |
Рис.2.2.
При высокой температуре движение воздуха положительно влияет на самочувствие работников, т.к. повышается отдача тепла (использование индивидуальных вентиляторов, вентиляционных систем).
Однако в холодный период года движение воздуха приводит к сквознякам и вызывает простудные заболевания (рис.2.3-а.)
Скорость движения воздуха – измеряется с помощью анемометров. При скорости движения воздуха свыше 1 м/с используют крыльчатые или чашечные анемометры, при меньших скоростях – термоанемометры.
Принцип действия крыльчатого и чашечного анемометров – механический. Под воздействием аэродинамической силы движущегося потока воздуха ротор прибора с закреплёнными на нём крыльями (пластинками) начинает вращаться со скоростью, величина которой соответствует скорости набегающего потока воздуха. Через систему зубчатых колёс ось соединена с подвижными стрелками. Центральная стрелка показывает единицы и десятки, стрелки мелких циферблатов – сотни и тысячи делений. С помощью расположенного сбоку рычага можно отключить или подключить ось от механизма зубчатых колёс.
Бесплатная лекция: "Введение" также доступна.
Рис. 2.3.
Перед измерением записывают показания циферблатов при отключенной оси. Прибор устанавливают в точке измерения, и ось с закреплёнными на ней крыльями начинает вращаться. По секундомеру засекают время и включают прибор. Через 1 минуту отключают рычагом ось и снова записывают показания. Разность показания прибора делят на 60 (число секунд в минуте) для определения скорости вращения стрелки – количества проходимых ею делений за 1 секунду. По найденной величине с помощью прилагаемого к прибору графика определяют скорость движения воздуха в секунду.
Для измерения малых скоростей движения воздуха используют термоанемометр (рис.2.3-б.), который позволяет также определять температуру воздуха.
Принцип измерения основан на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента прибора при изменении температуры и скорости воздуха. По величине электрического тока, измеряемого гальванометром, определяют с помощью таблиц скорость движения потока воздуха.
