Излучение тепла (закон Стефана-Больцмана).

Параметры микроклимата производственных помещений

Повышение влажности ухуд­шает самочувствие человека, как при пониженной, так и при повышенной температуре. Влажность воздуха в значи­тельной мере влияет на самочувствие человека и его работоспособность. При слишком низкой влажности (менее 20 %) организм человека рас­слабляется, результатом чего является снижение трудоспособности.

Очень высокая влажность (более 80 %) нарушает процесс терморегу­ляции. Выделяющийся пот не испаря­ется, а лишь стекает по поверхности тела и не отнимает от него излишнего тепла. В особенности неблагоприятно сочетание высокой влажности с высо­кой температурой при выполнении человеком тяжелой работы. Длительное воздействие влаги в со­четании с низкими температурами мо­жет привести к такому заболеванию, как туберкулез легких. При значитель­ном содержании влаги и высокой тем­пературе воздуха возникает головокру­жение, тошнота, тепловые удары с по­терей сознания.

При перегреве организма увеличи­вается приток крови к периферийным кровеносным сосудам. Вследствие рас­ширения сосудов количество протекающей по ним крови и теплоотдача увеличиваются.

В случае переохлаждения воздуш­ной среды наблюдается обратное явле­ние. Периферийные кровеносные сосу­ды сужаются, приток крови к ним и соответственно теплоотдача снижа­ются. У человека появляется стремле­ние к интенсивным движениям, кото­рые увеличивают обмен веществ в ор­ганизме с образованием тепла.

Температура тела человека 25^о … 43^о. Выделение тепла в процессе трудовой деятельности 85 … 500 Дж/с

Теплообмен человека с окружающей средой:

1. Конвективный (закон Ньютона) Q_k = a_k F_э (t_пов. – t_возд)

где: a_k = 4.1 Вт/м²/с² - коэффициент теплоотдачи конвекцией.

a_k ~ l / d, где l - коэффициент теплопроводности газа, d - толщина прогреваемого слоя: 4 … 8 мм без ветра и 1 мм при ветре 2 м/с;

F_э = 1.8 м² - площадь эффективной поверхности, омываемая воздухом;

t_пов. = 27.7^о (зимой), 31.5^о (летом) - температура поверхности человека; t_возд - температура воздуха.

2. Теплопроводность (закон Фурье)

где: l - коэффициент теплопроводности одежды;

D - толщина одежды.

Излучение тепла (закон Стефана-Больцмана).

Тепловое излучение (электромагнитное) с длиной волны l = 2.9 / Т (Т – температура тела по Кельвину).

С_пр - приведенный коэффициент излучения;

y_1-2 - коэффициент облучаемости - доля лучистой энергии, которая приходится на поверхность F₂ от всего потока с поверхности F₁. Если от человека в окружающую среду, то y_1-2 = 1.

4. Испарение влаги. Q_ив = G r.

где: r - теплота испарения влаги; G - потовыделение.

При t = 30^o потовыделение 2 …. 9.5 г/мин.

5. Нагревание выдыхаемого воздуха Q = V r c (t_выд. – t_возд).

где: V – объем выдыхаемого воздуха; r - плотность воздуха; с - удельная теплоемкость.

Частота дыхания - 12-15 1/мин … 25 1/мин, объем - 0.5 … 1.5 литра

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

- температура воздуха;

- температура поверхностей (ограждающих конструкций: стен, потолков, полов);

- относительная влажность воздуха;

- скорость движения воздуха;

- интенсивность теплового облучения.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой 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 (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.).

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Характеристика отдельных категорий работ (категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт)).

К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (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.).

К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (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.).

К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (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.).

К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (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.).

К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (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.).

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей сиены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и 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.

Холодный период года - период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10° С и ниже.

Теплый период года - период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10° С.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения

поверхности тела работающих от производственных источников

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.) не должны превышать 140 Вт/кв. м. При этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные. В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия (например, системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты, помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы, в частности, перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.).