IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017
МИКРОКЛИМАТ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Особенности микроклимата производственных помещений
Организм человека поддерживает постоянную температуру тела благодаря свойству терморегуляции, т.е. способности регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Организм отдает тепло путем излучения, конвекции и испарения. Отдача тепла излучением – это перенос лучистой энергии от поверхности тела к более холодной окружающей среде (примерно 45 % тепла). Конвекция – это перенос теплоты от поверхности тела к более холодному воздуху (примерно 30 % тепла). Конвекция зависит от разности температур тела и окружающей среды. Отвод тепла испарением зависит от скорости движения воздуха и его влажности. Влага испаряется как с поверхности кожи, так и дыхательных путей (примерно 20% тепла). Примерно 5 % тепла расходуется на нагрев пищи и вдыхаемого воздуха.
Согласно [3] теплообмен организма зависит от его физического напряжения, окружающих условий и избыточной теплоты, выделяемой в ходе технологических процессов. Источниками тепловых излучении являются наружные стенки нагретого оборудования, горячие трубопроводы, электрические провода и кабели, электрические машины и аппараты, расплавленные и раскаленные металлы и др. Повышение температуры воздуха сверх оптимального значения нарушает терморегуляцию организма: тело человека будет уже не отдавать тепло, а, наоборот, нагреваться. Температура тела вначале медленно, а затем все быстрее нарастает, человек ощущает слабость, с усиленным выделением пота организм теряет воду и соли, затрудняется работа кровеносной системы. Такой перегрев может быть причиной расстройства сердечно-сосудистой системы. В ряде случаев возможен тепловой удар – внезапное расстройство нервной системы.
Большое значение при работе в помещениях имеет сохранение постоянной температуры воздуха по горизонтали и вертикали. Врачи по общей гигиене рекомендуют, чтобы эти перепады не превышали 2-3°С: тогда человек не ощущает неравномерности температуры. При больших перепадах возникает опасность простудных заболеваний.
Если отдача тепла превышает его выделение организмом, наступает переохлаждение; Это происходит при пониженной температуре воздуха, при наличии больших масс холодного металла. В неблагоприятных условиях переохлаждение может сопровождаться обморожением отдельных частей тела.
Теплоотдача организма зависит от влажности воздуха. Оптимальная относительная влажность воздуха 40%. Повышенная влажность затрудняет теплообмен между телом человека и окружающей средой. Влажность, а также не проницаемая для воздуха и пота одежда способствуют перегреванию тела. При высоких температурах повышенная влажность способствует перегреву, не давая телу остывать за счет испарения пота. При пониженных температурах происходит резкое увеличение теплоотдачи и охлаждение организма, поэтому низкие температуры ощущаются сильнее в районах с повышенной влажностью воздуха.
Подвижность воздуха также изменяет теплоотдачу и скорость испарения с поверхности кожи. При ветре температура окружающего воздуха кажется человеку более низкой, чем на самом деле. Недостаточная подвижность воздуха при высокой температуре создает ощущение жары. Если температура воздуха выше температуры тела, то ветер нагревает человека. Это существенный недостаток в микроклимате производственных помещений.
На состояние человеческого организма оказывает влияние изменение атмосферного давления, солнечная радиация. Человек легко переносит изменение атмосферного давления со скоростью не более 5 мм рт. ст. в сутки. В условиях Севера, например в Норильске, Тюмени, количество дней с перепадом атмосферного давления более нормы составляет 107 в году.
Микроклимат производственных помещений – это комплекс физических факторов, влияющих на теплообмен человека с окружающей средой и определяющих его тепловое состояние, самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда.
Показатели микроклимата должны обеспечивать оптимальное или допустимое тепловое состояние организма. Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:
– температура воздуха;
– относительная влажность воздуха;
– скорость движения воздуха;
– интенсивность теплового облучения
Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового состояния человека, одетого в комплект одежды с теплоизоляцией 1 кло (теплоизоляция одежды – показатель ее теплозащитных свойств, характеризующий интенсивность прохождения теплового потока от поверхности тела человека в окружающую среду, выраженная в см2/Вт или кло (1 кло = 0,155 см2/Вт). В холодный период года и 0,7-0,8 кло – в теплый период года. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.
Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно эмоциональным напряжением, наличие которого определяется специалистом-экспертом в области гигиены труда или общей гигиены, в том числе на рабочих местах медицинского персонала.
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать приведенным в табл. 1 применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.
Перепады температуры воздуха по высоте от уровня пола (0,1; 1,0; 1,5) м, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 °C и выходить за пределы величин, указанных в табл. 1 для отдельных категорий работ. [1]
Таблица 1 Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
|
Период года |
Категория работ по уровням энерготрат, Вт |
Температура воздуха, °C |
Температура поверхностей, °C |
Относительная влажность воздуха, % |
Скорость движения воздуха, м/с, не более |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Холодный |
Iа (до 139) Iб (140—174) IIа (175—232) IIб (233—290) III (более 290) |
22—2421—2319—2117—19 16—18 |
21—25 20—24 18—22 16—20 15—19 |
60—40 60—40 60—40 60—40 60—40 |
0,10,10,20,20,3 |
|
Теплый |
Iа (до 139) Iб (140—174) IIа (175—232) IIб (233—290) III (более 290) |
23—25 22—24 20—22 19—21 18—20 |
22—26 21—25 19—23 18—22 17—21 |
60—40 60—40 60—40 60—40 60—40 |
0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 |
Допустимыемикроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового состояния человека* на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и/или локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.
Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 2 применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.
При обеспечении допустимых величин микроклимата на рабочих местах:
– перепад температуры воздуха по высоте от уровня пола (0,1; 1,0; 1,5) м должен быть не более 3 °C;
– перепад температуры воздуха по горизонтали, а также ее изменения в течение смены не должны превышать:
-
-
для категорий работ Iа и Iб – 4 °C;
-
для категорий работ IIа и IIб – 5 °C;
-
для категории работ III – 6 °C.
-
При этом значения температуры воздуха не должны выходить за пределы величин, указанных в табл. 2 для отдельных категорий работ.
При температуре воздуха на рабочих местах 25 °C и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы:
70 % – при температуре воздуха 25 °C;
65 % – при температуре воздуха 26 °C;
60 % – при температуре воздуха 27 °C;
55 % – при температуре воздуха 28 °C.
При температуре воздуха 26—28 °C скорость движения воздуха, указанная в табл. 2 для теплого периода года, должна соответствовать диапазону:
0,1—0,2 м/с – для категории работ Iа;
0,1—0,3 м/с – для категории работ Iб;
0,2—0,4 м/с – для категории работ IIа;
0,2—0,5 м/с – для категории работ IIб и III.
Таблица 2 Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений [1]
|
Период года |
Категория работ по уровню энерготрат, Вт |
Температура воздуха, °C |
Темпера-тура поверх-ностей, °C |
Относительная влажность воздуха, % |
Скорость движения воздуха, м/с |
||
|
диапазон ниже оптималь-ных величин |
диапазон выше оптималь-ных величин |
для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более |
для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин, не более** |
||||
|
Холодный |
Iа (до 139) |
20,0—21,9 |
24,1—25,0 |
19,0—26,0 |
15—75* |
0,1 |
0,1 |
|
Iб (140—174) |
19,0—20,9 |
23,1—24,0 |
18,0—25,0 |
15—75 |
0,1 |
0,2 |
|
|
IIа (175—232) |
17,0—18,9 |
21,1—23,0 |
16,0—24,0 |
15—75 |
0,1 |
0,3 |
|
|
IIб (233—290) |
15,0—16,9 |
19,1—22,0 |
14,0—23,0 |
15—75 |
0,2 |
0,4 |
|
|
III (более 290) |
13,0—15,9 |
18,1—21,0 |
12,0—22,0 |
15—75 |
0,2 |
0,4 |
|
|
Теплый |
Iа (до 139) |
21,0—22,9 |
25,1—28,0 |
20,0—29,0 |
15—75* |
0,1 |
0,2 |
|
Iб (140—174) |
20,0—21,9 |
24,1—28,0 |
19,0—29,0 |
15—75* |
0,1 |
0,3 |
|
|
IIа (175—232) |
18,0—19,9 |
22,1—27,0 |
17,0—28,0 |
15—75* |
0,1 |
0,4 |
|
|
IIб (233—290) |
16,0—18,9 |
21,1—27,0 |
15,0—28,0 |
15—75* |
0,2 |
0,5 |
|
|
III (более 290) |
15,0—17,9 |
20,1—26,0 |
14,0—27,0 |
15—75* |
0,2 |
0,5 |
|
Характеристика отдельных категорий работ
1. Категории работ разграничиваются на основе общих энерготрат организма в Вт.
2. К категории Iа относятся работы с энерготратами до 139 Вт, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).
3. К категории Iб относятся работы с энерготратами 140-174 Вт, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).
4. К категории IIа относятся работы с энерготратами 175-232 Вт, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).
5. К категории IIб относятся работы с энерготратами 233-290 Вт, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).
6. К категории III относятся работы с энерготратами более 290 Вт, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).
Требования к организации контроля и методам измерения микроклимата
Измерения показателей микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период при средней температуре наиболее холодного месяца, а также при температуре воздуха ниже средней температуры наиболее холодного месяца. Измерения показателей микроклимата в теплый период года – в дни со средней максимальной температурой наиболее жаркого месяца, а также при температуре воздуха выше средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца. Частота измерений в оба периода года определяется стабильностью производственного процесса, функционированием технологического и санитарно-технического оборудования. При наличии жалоб на микроклиматические условия измерения показателей микроклимата в холодный и теплый периоды года проводятся не зависимо от температуры наружного воздуха.
При выборе участков и времени измерения необходимо учитывать все факторы, влияющие на микроклимат рабочих мест (фазы технологического процесса, функционирование систем вентиляции и отопления и др.). Измерения показателей микроклимата следует проводить не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце). Колебания измеренных величин не должны выходить за пределы указанных в табл. 1 и 2.
При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, необходимо проводить дополнительные измерения при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок, которые не должны выходить за пределы, указанные в табл. 1 и 2, а средневзвешенные величины за период рабочей смены должны соответствовать допустимым значениям (табл. 2).
Измерения следует проводить на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них.
В помещениях с большой плотностью рабочих мест, при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения, участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха должны распределяться равномерно по площади помещения в соответствии с табл. 3.
Таблица 3 Минимальное количество участков измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха [1]
|
Площадь помещения, м2 |
Количество участков измерения |
|
До 100 |
4 |
|
От 100 до 400 |
8 |
|
Свыше 400 |
Количество участков определяется расстоянием между ними, которое не должно превышать 10 м |
При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,5 м. Результаты измерений оцениваются по наибольшим отклонениям от величин, указанных в табл. 1 и 2.
При наличии источников теплового излучения интенсивность теплового облучения на рабочем месте необходимо измерять от каждого источника. Измерения следует проводить на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки. Величина интенсивности теплового облучения оценивается по его максимальному значению.
Температуру и относительную влажность воздуха при наличии источников теплового излучения и воздушных потоков на рабочем месте следует измерять приборами, защищенными от непосредственного воздействия теплового излучения и потока движущегося воздуха.
По результатам исследования необходимо оформить протокол, в котором должны быть отражены общие сведения о производственном объекте, размещении технологического и санитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения и влаговыделения, приведены схема размещения участков измерения параметров микроклимат, другие данные о факторах, влияющих на результат и оценку результатов измерения. Протокол составляется в двух экземплярах: 1-ый экземпляр выдается по месту требования, 2-ой экземпляр остается в делопроизводстве отдела (отделения, лаборатории).
продолжительность работы при температуре воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых величин
В целях защиты работников от возможного перегревания или охлаждения, при температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых величин, время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) должно быть ограничено величинами, указанными в табл. 4 и табл.5. При этом среднесменная температура воздуха, при которой работники находятся в течение рабочей смены на рабочих местах и местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимых величин температуры воздуха для соответствующих категорий работ, указанных в табл. 2.
Таблица 4 Допустимая продолжительность пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин
|
Температура воздуха на рабочем месте, °C |
Время пребывания, не более, при категориях работ, ч |
||
|
Iа-Iб |
IIа-IIб |
III |
|
|
32,5 |
1 |
– |
– |
|
32,0 |
2 |
– |
– |
|
31,5 |
2,5 |
1 |
– |
|
31,0 |
3 |
2 |
– |
|
30,5 |
4 |
2,5 |
1 |
|
30,0 |
5 |
3 |
2 |
|
29,5 |
5,5 |
4 |
2,5 |
|
29,0 |
6 |
5 |
3 |
|
28,5 |
7 |
5,5 |
4 |
|
28,0 |
8 |
6 |
5 |
|
27,5 |
– |
7 |
5,5 |
|
27,0 |
– |
8 |
6 |
|
26,5 |
– |
– |
7 |
|
26,0 |
– |
– |
8 |
Таблица 5 Допустимая продолжительность пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин
|
Температура воздуха на рабочем месте, °C |
Время пребывания, не более, при категориях работ, ч |
||||
|
Iа |
Iб |
IIа |
IIб |
III |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
6 |
– |
– |
– |
– |
1 |
|
7 |
– |
– |
– |
– |
2 |
|
8 |
– |
– |
– |
1 |
3 |
|
9 |
– |
– |
– |
2 |
4 |
|
10 |
– |
– |
1 |
3 |
5 |
|
11 |
– |
– |
2 |
4 |
6 |
|
12 |
– |
1 |
3 |
5 |
7 |
|
13 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
14 |
2 |
3 |
5 |
7 |
– |
Продолжение таблицы 5
|
Температура воздуха на рабочем месте, °C |
Время пребывания, не более, при категориях работ, ч |
||||
|
Iа |
Iб |
IIа |
IIб |
III |
|
|
15 |
3 |
4 |
6 |
8 |
– |
|
16 |
4 |
5 |
7 |
– |
– |
|
17 |
5 |
6 |
8 |
– |
– |
|
18 |
6 |
7 |
– |
– |
– |
|
19 |
7 |
8 |
– |
– |
– |
|
20 |
8 |
– |
– |
– |
– |
Среднесменная температура воздуха (tв) рассчитывается по формуле:
, (1)
где: tв1, tв2 ... tвn – температура воздуха (°C) на соответствующих участках рабочего места;
τ1, τ2, ... τn – время (ч) выполнения работы на соответствующих участках рабочего места;
8 – продолжительность рабочей смены (ч).
Остальные показатели микроклимата (относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, температура поверхностей, интенсивность теплового облучения) на рабочих местах должны быть в пределах допустимых величин табл.2.
Основные мероприятия для обеспечения нормального микроклимата в рабочей зоне: механизация тяжелых ручных работ; защита от источников теплового излучения, например, экранами из металлических листов, применение теплоизоляционных материалов. Температура нагретых поверхностей оборудования на рабочих местах не должна превышать 45°С. Для предотвращения переохлаждения работающих стараются устранить большую подвижность воздуха, устраивают воздушные завесы с подогретым воздухом. Предусматриваются перерывы в работе для отдыха в помещении с нормальной температурой, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы. Работающие на открытом воздухе используют утепленную спецодежду и спецобувь.
Требования к средствам измерений
В связи с жестким нормированием показателей микроклимата предъявляют специальные требования м к средствам измерения
В соответствии с [2] инструментальный контроль микроклимата должен осуществляться приборами, прошедшими государственную аттестацию и имеющими свидетельство о поверке. Рекомендуемые средства измерения параметров микроклимата представлены.
Метрологические характеристики приборов для инструментального контроля параметров микроклимата должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 6.
Таблица 6 Требования к измерительным приборам
|
Наименование показателя |
Диапазон |
Допускаемаяпогрешность |
|
Температура воздуха по сухому термометру, °С |
от -10 до 50 |
+/- 0,2 |
|
Температура поверхности, °С |
от 0 до 50 |
+/- 0,5 |
|
Относительная влажность воздуха, % |
от 3 до 90 |
+/- 5,0 |
|
Скорость движения воздуха, м/с |
от 0 до 1,0 |
+/- 0,05 |
|
более 1,0 |
+/- 0,1 |
|
|
Интенсивность теплового облучения, Вт/кв. м |
от 10 до 350 |
+/- 5,0 |
|
более 350 |
+/- 50,0 |
|
|
Температура внутри шарового термометра (зачерненного шара), °С |
от 10 до 70 |
+/- 0,5 |
Приборы должны использоваться строго в соответствии со своей спецификацией, руководством по эксплуатации и требованиями нормативных документов. При проведении измерений должны учитываться допустимые пределы измеряемых показателей и пределы допустимых колебаний температурно-влажностных параметров для данного типа СИ.
Регистрация результатов измерений должна производиться только после завершения релаксационных процессов в измерительном приборе (в сопроводительных документах этот параметр определяется как "время установления рабочего режима"). Измерение температуры воздуха необходимо проводить приборами, обеспечивающими согласно руководству по эксплуатации защиту датчика от воздействия теплового излучения.
Список использованных источников
-
"Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" СанПиН 2.2.4.548-96.
-
Руководство "Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда" Р 2.2.2006-05.
-
СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакцияСНиП 23-01-99*.: утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №275 : дата введ. 01.01.2013. - 120 с. : ил.