Микроклимат, его виды.
Микроклимат – это климат внутренней среды производственных помещений, который определяется действующими организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.
Виды производственного микроклимата:
Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Долгое действие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, понижает производительность труда и приводит к заболеваниям.
Высокая температура воздуха способствует стремительной утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару. Низкая температура воздуха может вызвать местное либо общее остывание организма, стать предпосылкой простудного заболевания или обморожения.
Влажность воздуха оказывает существенное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их очень вероятному содержанию в этом же объёме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она увеличивает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведёт к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек путей работающего.
Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при больших температурах, но отрицательно низких.
Субъективные чувства человека изменяются в зависимости от конфигурации характеристик микроклимата (таблица 1).
| Температура воздуха, С | Относительная влажность воздуха, % | Субъективное чувство | |
| более приятное состояние. не плохое, спокойное состояние. Отсутствие противных чувств. Усталость, подавленное состояние. Отсутствие противных чувств. противные чувства. Потребность в покое. Невозможность выполнения тяжёлой работы. Отсутствие противных чувств. обычная работоспособность. Невозможность выполнения тяжёлой работы. Повышение температуры тела. Опасность для здоровья. | |||
Таблица 1 Зависимость субъективных чувств человека от характеристик рабочей среды
Для сотворения обычных условий труда в производственных помещениях обеспечивают нормативные значения характеристик микроклимата: температуры воздуха, его относительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового излучения.
Главные характеристики микроклимата
В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определённых условий, либо микроклимата? климата внутренней среды этих помещений. К главным нормируемых показателям микроклимата воздуха рабочей зоны относятся температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Существенное влияние на характеристики микроклимата и состояние человеческого организма оказывает также интенсивность теплового излучения разных нагретых поверхностей, температура которых превосходит температуру в производственном помещении.
Относительная влажность воздуха представляет собой отношение фактического количества паров воды в воздухе при данной температуре к количеству водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре.
Если в производственном помещении находятся разные источники тепла, температура которых превосходит температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.Е. Человеку. Различают три метода распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.
Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул), конкретно соприкасающихся друг с другом. Конвекцией именуется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объёмов газа либо воды. Тепловое излучение? это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов либо молекул излучающего тела.
В настоящих условиях тепло передаётся не каким или одним из указанных выше способов выше способов, а комбинированным.
Тепло, поступающее в производственное помещение от разных источников, влияет на температуру воздуха в нём.
Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для обычного протекания физиологических действий в организме человека требуется поддержание фактически неизменной температуры (36,6?С). Способность человеческого организма к поддержанию неизменной температуры носит заглавие теплорегуляции. Теплорегуляция достигается отводом выделяемого организмом тепла в процессе жизнедеятельности в окружающее пространство.
Теплоотдача от организма в окружающую среду происходит в итоге: теплопроводности через одежду (Qт); конвекции тела (Qк); излучения на окружающие поверхности (Qи), испарения воды с поверхности кожи (Qисп); нагрева выдыхаемого воздуха (Qв), т.Е.:
Qобщ = Qт + Qк + Qи + Qисп + Qв
Это уравнение носит заглавие уравнения теплового баланса. Вклад перечисленных выше путей передачи тепла непостоянен и зависит характеристик микроклимата в производственном помещении, а также от температуры окружающих человека поверхностей (стенок, потолка, оборудования). Если температура этих поверхностей ниже температуры человеческого тела, то теплообмен излучением идёт от организма человека к холодным поверхностям. В неприятном случае теплообмен осуществляется в обратном направлении: от нагретых поверхностей к человеку. Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения испарения? от относительной влажности и скорости движения воздуха. Основную долю в процессе отвода тепла от организма человека (порядка 90% общего количества тепла) вносят излучение, конвекция и испарение.
Обычное тепловое самочувствие человека при выполнении им работы хоть какой категории тяжести достигается при соблюдении теплового баланса. Рассмотрим, как влияют главные характеристики микроклимата на теплоотдачу от организма человека в окружающую среду.
Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением либо расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносных сосуды кожи сужаются, в итоге чего замедляется сгусток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При больших температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и роста притока крови значительно возрастает теплоотдача.
В нормативных документах введены понятия хороших и допустимых характеристик микроклимата.
Хорошими микроклиматическими условиями являются такие сочетания количественных характеристик микроклимата, которые при продолжительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение обычного функционального и теплового состояния организма без напряжения устройств теплорегуляции.
Допустимые условия обеспечивают таковым сочетанием количественных характеристик микроклимата, которое при продолжительном и систематическом воздействии на человека может вызвать преходящие и скоро нормализующиеся конфигурации функционального и теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением устройств теплорегуляции, не выходящим за пределы физиологических адаптированных возможностей.
В ГОСТ 12.1.005-88 “Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования” представлены рациональные и допустимые характеристики микроклимата в производственном помещении в зависимости от тяжести выполняемых работ, количества лишнего тепла в помещении и сезона (времени года).
В согласовании с этим ГОСТом различают холодный и перехолодный периоды года (со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 С), а также теплый период года (с температурой +10 С и выше). Все категории выполняемых работ разделяются на: легкие (энергозатраты до 172 Вт), средней тяжести (энергозатраты до 172-293 Вт) и тяжёлые (энергозатраты более 293 Вт). По количеству лишнего тепла производственные помещения делятся на помещения с незначительными избытками явной теплоты (Qя.Т.? 23,2 Дж/м3•с) и помещения со значимым избытками явной теплоты (Qя.Т. > 23,2 Дж/м3•с). Производственные помещения с незначительными избытками явной теплоты относятся к “холодным цехам”, а со значительными? к “горячим”.
Для поддержания обычных характеристик микроклимата в рабочей зоне используют: механизацию и автоматизацию технологических действий, защиту от источников теплового излучения, устройство систем вентиляции, кондиционирования воздуха и отопления. Принципиальное место имеет и верная организация труда и отдыха работников, выполняющих трудоёмкие работы в горячих цехах.
Механизация и автоматизация производственного процесса дозволяет резко понизить трудовую нагрузку на работающих (массу поднимаемого и перемещаемого вручную груза, расстояние перемещения груза, уменьшить переходы, обусловленные технологическим действием), совсем убрать человека из производственной среды, переложив его трудовые функции на автоматизированные машины и оборудование. Для защиты от теплового излучения употребляют разные теплоизолирующие материалы, устраивают теплозащитные экраны и особые системы вентиляции (воздушное душирование). Теплозащитные средства обязаны обеспечивать тепловую облучённость на рабочих местах не более 350 Вт/м2 и температуру поверхности оборудования не выше 35 С при температуре внутри источника тепла до 100 С и не выше 45 С при температуре внутри источника тепла выше 100 С.
Основной показатель, характеризующий эффективность теплоизоляционных материалов, маленький коэффициент теплопроводности, который составляет для большинства из них 0,025-0,2 Вт/м•К.
Для термоизоляции употребляют разные материалы, к примеру, асбестовую ткань и картон, особые бетон и кирпич, минеральную и шлаковую вату, стеклоткань и др. В качестве теплоизоляционных материалов для трубопроводов пара и горячей воды, а также для трубопроводов холодоснабжения, используемых в промышленных холодильниках, могут быть использованы материалы минеральной ваты.
Теплозащитные экраны употребляют для локализации источников теплового излучения, понижения облученности на рабочих местах, а также для понижения температуры поверхностей.
Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. Теплоотражающие экраны делаются из алюминия либо стали, а также фольги либо сетки на их базе. Теплопоглощающие экраны представляют собой конструкции из огнеупорного кирпича, асбестового картона либо стекла. Теплоотводящие экраны? это полые конструкции, охлаждаемые изнутри водой.
Своеобразным теплоотводящим прозрачным экраном служит так называемая водяная завеса, которую устраивают у технологических отверстий промышленных печей и через которую вводят вовнутрь печей инструменты, обрабатываемые материалы, заготовки и др.
Вопрос 3. Методы и средства борьбы с производственным шумом и вибрацией.
Влияние шума на организм человека. Шум, вибрация и ультразвук представляют собой колебания материальных частиц газа, жидкости или твердого тела. Производственные процессы часто сопровождаются значительным шумом, вибрацией и сотрясениями, которые отрицательно влияют на здоровье и могут вызвать профессиональные заболевания. Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты, а именно - наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (800-4000 Гц) и наименьшей - на низких (20-100 Гц). Поэтому для физиологической оценки шума используют кривые равной громкости, полученные по результатам изучения свойств органа слуха оценивать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости, т.е. судить о том, какой из них сильнее или слабее. Уровни громкости измеряются в фонах. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления. По характеру спектра шума подразделяются на:- широкополостные: спектр больше одной октавы (октава, когда f(н)отличается от f(к) в 2 раза).- тональные - слышится один тон или несколько. По времени шумы подразделяются на:- постоянные (уровень за 8 час. раб. день изменяется не более 5 дБ). - непостоянные (уровень меняется за 8 час. раб.дня не менее 5 дБ). Непостоянные делятся: колеблющиеся во времени - постоянно изменяются по времени; прерывистые - резко прерываются с интервалом 1 с. и более; импульсные - сигналы с длительностью менее 1 с. Всякое возрастание шума над порогом слышимости увеличивает мускульное напряжение, значит повышает расход мышечной энергии.Под влиянием шума притупляется острота зрения, изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности, наступает понижение трудоспособности, ослабленность внимания. Кроме того, шум вызывает повышенные раздражимость и нервозность. Тональный (преобладает определенный шум тон) и импульсный (прерывистый) шумы более вредны для здоровья человека, чем широкополосный шум. Длительность воздействия шума приводит к глухоте, особенно с превышением уровня 85-90 дБ и в первую очередь снижается чувствительность на высоких частотах. Измерение уровня шума. Для измерения уровня шума используется шумомер; в нем звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются, пропускаются через фильтры, выпрямляются и регистрируются стрелочным прибором. Современные приборы имеют три шкалы с частотными характеристиками А,В,С. Характеристика А имитирует кривую чувствительности уха человека, измер. в дБА (замер без фильтров); С - линейная во всем диапазоне частот; В большая чувствительность к низким частотам. Кроме того, имеется режим "медленно" и "быстро". Нормирование уровня шума. Нормирование уровней шума в производственных условиях осуществляется по ГОСТ 12.1.003-83 (шум, общие требования безопасности). Он устанавливает допустимые уровни дБ звукового давления на рабочих местах в определенных(октавных) полосах частот со среднегеометрическими частотами63,125,250,500,1000,2000,4000,8000 Гц. Например, рабочие места впроизводственных помещениях соответственно: 99,92,86,83,78,76,74 дБ или 85 дБА. Среднегеометрическая октавная (третьоктавная) полоса частот определяется: f(ср) = f(н)*f(в), Где f(н),f(в)- нижняя и верхняя граничные частоты, для октавных полосf(в)/f(н)=2, для третьоктавных f(в)/f(н)=1,26. Меры борьбы с шумом. Для уменьшения уровней шума применяются технические, строительно-акустические и организационные мероприятия, а также средства индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.051-87 - Средства индивидуальной защиты органа слуха). К этим мерам относятся: 1.Подавление шума в источниках а) замена ударных взаимодействий деталей безударными; б) замена возвратно-поступательных движений вращательными; в) создание форм деталей, плавно обтекаемых воздухом; г) замена подшипников качения подшипниками скольжения; д) замена штамповки прессованием; е) клепку - сваркой; ж) обрубку - резкой; з) заменять прямозубые шестерни на косозубые, шевронные; и) повышать класс точности обработки деталей, шестерен; к) заменять зубчатые и цепные передачи клиноременными или зубчато-ременными; л) применять принудительное смазывание трущихся поверхностей; м) применение "малошумящих" материалов (капроновые, текстолитовые - менее шумные); н) статическая и динамическая балансировка деталей; о) применение глушителей шума, звукоизолирующих кожухов (рис.32).2.Предупреждение распространения шума - звукоизоляция и звукопоглощение. При звукоизоляции уменьшается уровень шума, который распространяется за счет колебания преграды. Для звукоизоляции применяются плотные, жесткие, массивные перегородки. При этом ослабление зависит от массы перегородки, а не от ее материала. Большее ослабление достигается при слоистых перегородках, с воздушными промежутками между слоями. При звукопоглощении звук ослабляется за счет поглощения звуковой энергии в порах материала перегородки (войлок, вата, пемза). Наряду с пористыми материалами для звукопоглощения применяются специальные мастики, которыми покрываются перегородки и отдельные части машин. 3.Строительные и организационные меры: а) увеличение расстояния от источника шума - концентрация цехов с большим уровнем шума и удаление их от других производственных помещений. б) покрытие внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими облицовками; в)размещение в помещениях штучных звукопоглощателей (объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку);г) закрытие машин звукоизоляционными кожухами; д) устройство экранов (с покрытием их звукоизолирующими материалами) между машиной и рабочим местом; е) устройство звукоизолированных машин; ж) рациональный режим труда и отдыха; з) сокращение времени нахождения в шумовых условиях; и) контроль уровней шума на рабочих местах. В качестве звукопоглощающего материала применяют ультратонкоестекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые и минераловатные плиты, пористый полтвинилхлорид и др. Толщина облицовок составляет 20-200 мм. В низких помещениях облицовывают только потолок, т.к.стены в них практически не влияют на отражение звука, а в высоких и вытянутых помещениях - облицовывают как стены, так и потолок. При некоторыхпроизводственных процессах, например, как клепка, обрубка, штамповка, зачистка трудно или невозможно эффективно снизить шум. Индивидуальные средства защиты от шума. В случае невозможности снижения шума до нормативного вышеуказанными методами применяются средства индивидуальной защиты - противошумы.Противошумы по ГОСТ 12.4.011-75 подразделяются на три типа: - наушники, закрывающие ушную раковину; - вкладыши, перекрывающие наружный слуховой канал (пробка); - шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину (рис.34). Наушники по способу крепления на голове подразделяются на: независимые (с оголовьем); встроенные в головной убор (каски, шлемы, косынки) или другое защитное устройство (респиратор, очки, щитки и т.п.). Вкладыши (мягкие тампоны из ультратонкого волокна, материала или из эбонита, резины) делятся на: многократного пользования и однократного. Наушники и вкладыши делятся по ГОСТ 12.4.051-75 на группы А,Б,В по их эффективности в дБ в октавных полосах частот. На предприятиях зоны звука выше 85 дБ(шкала А шумометра - замер без фильтров, частотная характеристика этой шкалы близка к характеристике слуха человека) должны обозначаться знаками безопасности и работающие в этихзонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБ в любой полосе частот. В технических условиях на машины и паспорта должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.003-76. Опасность ультразвука для человека. Нормирование ультразвука.Ультразвук также широко применяется в промышленности: пайка-сварка, механическая обработка твердых и хрупких материалов, дефектоскопия. Однако ультразвук вредно воздействует на человека: перегрев тканей тела, слабость, усталость, головные боли, боли в ушах. Согласно ГОСТ 12.1.001-75 установлены допустимые уровни звукового давления на рабочих местах: (ГОСТ 12.1.001-75.Ультразвук. Общие требования безопасности. 1982 г.). Для полос частот со среднегеометрической частотой 12500 ГЦ уровеньзвукового давления - 75 дБ; для 16000 Гц - 85, для 20000 и свыше - 110 дБ. Защита от ультразвука. Вредное воздействие ультразвука снижается за счет: - уменьшения вредного излучения в источнике (повышение рабочих частот ультразвука, исключение паразитного излучения звуковой энергии); - локализации действия ультразвука (размещения установок в кабинах,заключение их в кожухи, экраны из стекла); Эти меры обеспечивают защиту от ультразвука через воздух. Защита отдавления ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного прикосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями. Загрузку и выгрузку изделий производят при выключенном источнике ультразвука, или при помощи щипцов с удлиненными и виброизолированными ручками. - организационно-профилактическими мероприятиями (ограничение возраста - 16 лет, медицинские осмотры, обучение и инструктаж, режим труда и отдыха); - применение средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки). Применяются специальные держатели, манипуляторы для дистанционного управления, т.к.ультразвук воздействует на человека (руки) через твердые и жидкие среды. Многие из средств и мер по борьбе с шумом применимы к ультразвуку, в том числе и индивидуальные защитные средства. Контроль уровней звукового давления (ультразвука) проводится послеустановки оборудования, его ремонта и периодически, не реже 1 раза в год, в5 см от уха работающего в его основной рабочей позе. Временнаяхарактеристика прибора переключается в положение "быстро". Предприятие-изготовитель должен указывать в документации ультразвуковую характеристику оборудования - уровни звукового давления в контактных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура машины и не менее 2 м от окружающих поверхностей. Измерения проводятся не менее чем в четырех контрольных точках, расстояние между которыми не должно превышать 1 м. Опасность вибрации для человека. Колебания материальных тел при низких частотах (3-100 Гц) с большими амплитудами (0,5-0,003) мм, ощущаются человеком, как вибрация и сотрясения. Вибрации широко используются на производстве: уплотнение бетонной смеси, бурение шпуров (скважин) перфораторами, рыхление грунтов и др. Однако вибрации и сотрясения оказывают вредное влияние на организм человека, вызывают виброболезнь - неврит. Под воздействием вибрации происходит изменение в нервной, сердечно-сосудистой и костно-суставной системах: повышение артериального давления, спазмы сосудов конечностей и сердца. Это заболевание сопровождается головными болями, головокружением, повышенной утомляемостью, онемением рук. Особенно вредны колебания с частотой 6-9 Гц, частоты близки к собственным колебаниям внутренних органов и приводят к резонансу, в результате происходят перемещения внутреннихорганов (сердце, легкие, желудок) и раздражению их. Вибрации характеризуются амплитудой смещения А - это величина наибольшегоотклонения колеблющейся точки от положения равновесия в мм (м); амплитудой колебательной скорости V м/с; амплитудой колебательного ускорения a м/с; периодом Т, с; частотой колебаний f Гц.По способу передачи на человека вибрация подразделяется (ГОСТ 12.1.012.-78). Вибрация. Общие требования безопасности, 82 г.) на:- общую, передающуюся на тело человека через опорные поверхности;- локальную, передающуюся через руки человека.По направлению действия вибрации подразделяются по "осям" системыкоординат (рис.35): при общей X,Y,Z и локальной Xр,Yр,Zр вибрации. Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделяется на 3 категории:1) транспортная (при движении по местности);2) транспортно-технологическая (при движении в помещениях, напромстройплощадках);3) технологическая (от стационарных машин, рабочие места). Меры защиты от вибрации. Вибробезопасные условия труда обеспечиваются:- применением вибробезопасных машин (механизмов);- применением средств защиты;- организационно-технических мероприятий;- проектировочным решением, обеспечивающими нормы вибраций на рабочих местах.Вибробезопасность машин (механизмов) достигается:виброизоляцией их по ГОСТ 12.4.046-78 за счет установки на фундаменты, виброизолированные от пола специальные амортизаторы (прокладки из войлока,резины, пружины т.п.; балансировкой вращающихся частей; применением виброизолирующих мастик и др.Организационно-технические меры включают: проведение проверок вибрации не реже 1 раза в год при общей вибрации и двух раз в год при локальной вибрации, а также после ремонта машин; и при начале их эксплуатации; исключение контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или зоны (ограждения, знаки, надписи), введение определенного режима работ, недопущение к работе лиц, моложе 18 лет и не прошедших медосмотр, проведение повторного ежегодного медосмотра. При проектировании технологического процесса и помещений предусматриваются меры снижающие вибрацию на путях ее распространения согласно ГОСТ 12.4.046- 78. По этому стандарту методы виброзащиты по организационному признаку подразделяются на: методы коллективной и индивидуальной защиты - снижение вибрации воздействием на источник ее; снижение силового возбуждения вибрации уравновешиванием, балансировкой, изменением частоты вибрации,снижение вибрации на путях ее распространения; снижение вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, введение дополнительных устройств в конструкцию машин и строительные конструкции (домгферы, пружины); применение демпфирующих покрытий; снижение вибрации исключением контакта оператора - дистанционное управление, автоматический контроль, сигнализация, ограждение.Средства виброзащиты делятся на:- средства виброизоляции - демпфирование, упругие прокладки, введениеинерционного элемента;- средства динамического вибропогашения - ударные виброгасители(пружинные, маятниковые); динамические виброгасители (пружинные, маятниковые, эксцентриковые, гидравлические).Средства индивидуальной защиты подразделяются на средства:- для рук оператора (рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки) ГОСТ 12.4.002-74. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации.Общетехнические требования:- для ног оператора (специальную обувь, подметки, наколенники) ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная. Общие техническиетребования.
Вопрос 4. Классификация пожаро- и взрывоопасных зон в производственных помещениях.