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 25о … 43о. Выделение тепла в процессе трудовой деятельности 85 … 500 Дж/с
Теплообмен человека с окружающей средой:
1. Конвективный (закон Ньютона) Qk = ak Fэ (tпов. – tвозд)
где: ak = 4.1 Вт/м2/с2 - коэффициент теплоотдачи конвекцией.
ak ~ l / d, где l - коэффициент теплопроводности газа, d - толщина прогреваемого слоя: 4 … 8 мм без ветра и 1 мм при ветре 2 м/с;
Fэ = 1.8 м2 - площадь эффективной поверхности, омываемая воздухом;
tпов. = 27.7о (зимой), 31.5о (летом) - температура поверхности человека; tвозд - 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).
Спр - приведенный коэффициент излучения;
y1-2 - коэффициент облучаемости - доля лучистой энергии, которая приходится на поверхность F2 от всего потока с поверхности F1. Если от человека в окружающую среду, то y1-2 = 1.
4. Испарение влаги. Qив = G r.
где: r - теплота испарения влаги; G - потовыделение.
При t = 30o потовыделение 2 …. 9.5 г/мин.
5. Нагревание выдыхаемого воздуха Q = V r c (tвыд. – tвозд).
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
Период года | Категория работ по уровню энергозатрат, Вт | Температура воздуха, °С | Температура поверхностей, °С | Относительная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с |
Холодный | Iа (до 139) Iб (140-174) IIа (175-232) IIб (233-290) III(более 290) | 22-24 21-23 19-21 17-19 16-18 | 21-25 20-24 18-22 16-20 15-19 | 60-40 60-40 60-40 60-40 60-40 | 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 |
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 |
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
Облучаемая поверхность тела, % | Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более |
50 и более 25-50 не более 25 |
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.).