Методы и средства нормализации микроклимата на рабочем месте

Введение

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

Микроклимат производственных помещений – микроклиматические условия производственной среды (температура, влажность, давление, скорость движения воздуха, тепловое излучение) помещений, которые оказывают влияние на тепловую стабильность организма человека в процессе труда.

Параметры – температура  окружающих предметов и интенсивность  физического нагревания организма  характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим  разнообразием. Остальные параметры  – температура, скорость, относительная  влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата.

Параметры микроклимата воздушной  среды, которые  обуславливают оптимальный обмен  веществ в организме и при  которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции организма, называют комфортными или оптимальными.

 

 

 

 

 

Причины и характер загрязнения воздуха рабочей  зоны

 

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. Воздух рабочей зоны редко  имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические  процессы сопровождаются выделением в  воздух производственных помещений  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) и 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. Так, пары выделяются в результате применении различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т. д. а газы - чаще всего при проведении технологического процесса, например, при сварке, литье, термической обработке металлов. Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения могут быть самыми разнообразными. Пыль образуется при дроблении и размоле, транспортировании измельченного материала, механической обработке хрупких материалов, отделке поверхности (шлифовании, глянцевании), упаковке и расфасовке и т. п. Эти причины пылеобразования являются основными, или первичными. В условиях производства может возникать и вторичное пылеобразование, например, при уборке помещений, движении людей и т. п. Такое выделение пыли иногда бывает весьма нежелательным (в электровакуумной промышленности, приборостроении). Дым возникает при сгорании топлива в печах и энергоустановках, а туман - при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей, в гальванических и травильных цехах при обработке металлов. Например, в зарядных отделениях аккумуляторных образуется аэрозоль серной кислоты. Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей. 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 q (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.).

 

Нормирование  содержания вредных веществ в  воздухе рабочей зоны

При определении воздействия  климатических условий на организм человека исходят из так называемой терморегуляции организма, под которой  понимают совокупность всех физиологических  факторов, обеспечивающих процесс теплообмена  между организмом и внешней средой и сохранением температуры тела почти на постоянном уровне (36,6⁰С), независимо от внешней температуры.

Человек в нормальных условиях непрерывно отдаёт тепло в окружающую среду. Из общего количества тепловой энергии при 18-20⁰С приходится:

на лучеиспускание (радиацию) – 45%;

на испарение (потоотделение)  – 25%;

на конвекцию                             – 30%.

Такое распределение теряемого  человеком тепла считается наиболее оптимальным.

При изменении параметров окружающей среды: температуры, давления, влажности и скорости воздуха  эти соотношения существенно  меняются. Так, например, при температуре 30⁰С отдача тепла человеческим организмом испарением возрастает до 50% и становится равной суммарному расходу тепла излучением и конвекцией. При дальнейшем повышении температуры отдача тепла происходит уже почти полностью за счёт испарения. Эта способность человеческого тела к потоотделению является защитной реакцией организма против перегрева.

На состояние организма  в условиях повышенных температур большое  влияние оказывает влажность  воздуха. При температуре 16-25⁰С оптимальной является влажность воздуха 40-45%. Повышение влажности до 80% вызывает неприятные ощущения, а влажность выше 85% приводит к нарушению терморегуляции организма. Неблагоприятное воздействие на организм человека оказывает и пониженная влажность (ниже 30%).

На терморегуляцию организма  большое влияние оказывает скорость движения воздуха. Если температура  воздуха выше температуры тела, то повышенная скорость движения воздуха  приводит к перегреву тела. При  низких температурах движущегося воздуха  возрастает теплоотдача от организма  человека конвекцией и температура  тела снижается, что увеличивает  восприимчивость человека к простудным заболеваниям.

Оптимальные метеорологические  параметры в рабочей зоне производственных помещений, при которых достигаются  наиболее благоприятные условия  для работы, определяет ГОСТ 12.1.005-76. Они выбираются в зависимости  от категории работы (лёгкая, средней  тяжести, тяжёлая) и избытка явного тепла. При этом различают помещения  с незначительным менее 20 ккал/м³*ч (23 Дж/м³*с) и со значительным более 20ккал/м³*ч. избытком явного тепла. Помещения, цехи и участки со значительными избытками явного тепла относятся к категории «горячих цехов».

Таким образом, для теплового  самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной  влажности и скорости движения воздуха  в рабочей зоне. Влажность воздуха  оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность (φ>85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность.

Температура, относительная  влажность и скорость движения воздуха  согласно ГОСТ 12.1.005-76 устанавливается  в зависимости от условий работы для теплового, холодного и переходного  периодов.

Законодательством так же установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ (мг/м3) в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы:

-1-й - чрезвычайно опасные,

-2-й - высокоопасные,

-3-я - умеренно опасные,

-4-й - малоопасные.

В качестве примера в табл. 1 приведены нормативные данные для  ряда веществ (всего нормируется  более 700 веществ). Таблица 1. Значения допустимых концентраций 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 Метеорологические условия и их нормирование в производственных помещениях Метеорологические условия, или микроклимат, в производственных условиях определяются следующими параметрами: температурой воздуха (°С); относительной влажностью ( % ); скоростью движения воздуха на рабочем месте V(м/с). Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении Р, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а, следовательно, и на процесс дыхания. 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. Необходимость учета основных параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственных помещений. Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).  

Причиной простудных заболеваний  служит повышенная влажность воздуха  в помещении, особенно при повышенной скорости движения воздуха. К нарушению  водного обмена ведет низкая влажность. Оптимальный режим воздухообмена  в крольчатнике при правильной работе вентиляционной системы – зимой 3 м3, летом 6 и в переходный период года 4,5 м3 свежего воздуха в 1 ч  в расчете на 1 кг живой массы  кроликов. Температура и влажность  воздуха в помещении должны поддерживаться на оптимальном уровне. Оптимальная  влажность воздуха – 60–80 %, скорость потока чистого воздуха, подаваемого  теплогенераторами в крольчатники, не более 0,3 м/с, освещенность помещения около 50 люкс на 1 м2 пола, продолжительность светового дня от 14 до 18 часов. Продолжительность светового дня влияет на воспроизводительную функцию кроликов. Желательно иметь ночью дежурный свет. Параметры микроклимата приведены в таблице 30. При содержании кролей в закрытых помещениях особое значение имеет продолжительность светового дня и освещенность. Освещенность можно определить по световому коэффициенту (отношение площади окон к площади пола).

 

Основные пути обеспечения оптимальных метеорологических (микроклиматических) условий труда.

 

 

Поддержание нормальной жизнедеятельности  людей  производится за счет целого комплекса  мероприятий, которые  можно свести к следующим группам:

-архитектурно-проектные;

-организационно-технические;

-санитарно-гигиенические;

-лечебно-профилактические.

 

     Архитектурно-проектировочные  решения включают: проектирование и размещение зданий и сооружений с учетом их назначения в зависимости от месторасположения; проектирование и размещение помещений с учетом характера деятельности, а также метеоусловий и изменения микроклиматических параметров в процессе производства. При разработке генпланов необходимо уточнить ветровую нагрузку района, направление и скорость ветра, температуру наружного воздуха, влажность. Необходимо учитывать ориентацию световых проемов помещений по сторонам горизонта, поскольку южная сторона получает большую солнечную радиацию и инфракрасное излучение, а ориентированные в северном направлении помещения плохо освещены и даже в дневное время в зимний период требуются дополнительные источники освещения. Для зданий в южных районах (с расчетными температурами наружного воздуха в 13 часов самого жаркого месяца +250С и выше) рекомендуется предусмотреть мероприятия по инсоляции (козырьки, лоджии, открытые галереи, и т.д.).

- К организационно-техническим мероприятиям относятся: усовершенствование технологического оборудования и технологических  процессов; рациональное размещение технологического оборудования; автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами; уменьшение избыточного выделения тепла технологических аппаратов; защита рабочих мест от прямого действия лучистого тепла, снижение вредных выбросов тепловых выделений (переход от горячей обработки к холодной, разогрев индуктивным способом, изоляция печей и других тепловых агрегатов). Размещение  источников тепловыделения следует  проводить с учетом их изоляции от других рабочих мест и группировке в определенной рабочей зоне. Для исключения негативного влияния на рабочих, связанных непосредственно с обслуживанием таких агрегатов следует применять автоматизацию и дистанционное управление технологическими процессами. На производствах с высокой интенсивностью тепловых процессов (при производстве кирпича, выплавке металлов интенсивность излучения на рабочем месте достигает 3-6 тыс. Вт/м2) под влиянием лучистого тепла в организме человека происходят отрицательные изменения биохимических реакций и, как следствие, нарушение функций сердечно-сосудистой и нервной систем. Поэтому для снижения отрицательного влияния лучистой энергии используют теплоизоляцию оборудования и защитные экраны. В качестве теплоизолирующих материалов используют асбест, минеральную вату, базальтовые волокна, асбоцемент, пенопласты, керамзит, шлаковую пемзу и т. д.  По  принципу действия все теплозащитные  экраны, применяемые для ограждения рабочих мест от теплового излучения, разделяются на:

-теплоотражающие  (полированные  металлические листы или окрашенные  белой краской, гофрированные  металлические или покрытые металлоизолирующей тканью или пленкой отражатели);

-теплопоглощающие (защитные  экраны выполнены из металлических  листов и слоя теплоизоляции;  органическое стекло с поризованной прослойкой и т.д.);

-теплоотводящие (водные  завесы, воздушные и комбинированные   завесы - по листу металла или   пластика стекает вода).

Для защиты кабин управления строительных машин от инфракрасного  излучения солнца применяют различные  краски с высоким коэффициентом  отражения. Покрытие алюминиевой краской  снижает поглощение тепла на 10-12%, а покрытие кабин темно-зеленой  и темно-серой краской приводит к поглощению более 80% тепловой энергии  солнечных лучей. Для защиты кабин  управления агрегатов от теплового  излучения применяют комбинирующую  защиту – сочетание отражающих элементов  и термоизоляцию. Так, для защиты кабин на расстоянии 5 см от боковых  стен и на 20 см ниже пола устанавливают  защитные стальные листы, покрытые с  наружной стороны алюминиевой фольгой, а внутри изолируют от тепла. Защита смотровых стекол проводится как  за счет напыления, так и применения рефлектирующего покрытия наружной стороны стекла слоем «золотой пыли».

К санитарно-гигиеническим  мероприятиям относятся: естественная и механическая вентиляция, отопление, кондиционирование  и душирование с учетом изменения времени года и характера тепловыделений в процессе производства.

  Воздушно-влажностное   душирование применяется как одна из эффективных мер снижения опасности перегрева работающих на рабочих местах производств с высоким тепловыделением4.

В производственных помещениях, на рабочих  местах, где невозможно установить регламентированные интенсивности  теплового облучения работников из-за технологических требований, технологического несовершенства или  экономически обоснованной нецелесообразности, используют обдув, водо-воздушное душирование и т. п. При тепловом облучении от 140 до 350 Вт /м2 необходимо увеличивать на постоянных рабочих местах скорость движения воздуха на 0,2 м/с более нормированного значения. При тепловом облучении, превышающем 350 Вт/м2, целесообразно применять воздушное душирование рабочих мест. Воздушное душирование – это направленный на рабочее место поток воздуха со скоростью 2-6 м/с и температурой от 150 до 200 С. Для защиты производственных помещений от перепадов температурно-влажностных условий внешней среды применяют обустройство на входах дверей воздушных и воздушно-тепловых завес.