7. метеорологические условия на производстве (микроклимат производственных помещений)

Метеорологические условия на производстве характеризуются температурой воздушной среды, влажностью, подвижностью воздуха и атмосферным давлением. Особое место занимает тепловое излучение (инфракрасное), исходящее от нагретых материалов, поверхностей оборудования. Все эти параметры оказывают большое влияние на здоровье человека и производительность труда.

Температура воздушной среды обусловливается:

1). Технологическим оборудованием (плавильные, обжигательные, нагревательные, сушильные печи, паровые котлы, паропроводы и т.д.).

2). Нагретыми до высокой температуры обрабатываемыми материалами (расплавленный металл, стекло, поковки, слитки и т.п).

3). Выделением тепла при экзотермических химических реакциях.

4). Переходом в теплоту электрической и механической энергии движущихся станков и механизмов.

5). Нагревом помещений прямыми солнечными лучами, особенно летом и в южных районах и т.д.

Тепловыделения от этих источников часто настолько велики, что превышает тепло потери через наружные ограждения зданий и обусловливают высокую температуру воздуха производственных помещений. В соответствии с СН 245-71 (Нормы проектирования промышленных зданий) тепловыделения, не превышающие 20 ккал/(м2 час) PH3. считаются незначительными, и такие производственные помещения считаются холодными цехами, а те цеха, в которых тепловыделения превышают 20 ккал/(м2 час) - горячими.

На ряде производств высокая температура воздушной среды сочетается с повышенной влажностью (красильные цеха текстильной промышленности, бумажная промышленность и т.д.).

На других производствах технология требует пониженных температур (морозильники, бродильные отделения пивоваренных заводов и т.д.). Часто работы проводятся на открытом воздухе в зимнее время (строительные работы, открытая добыча угля и полезных ископаемых и т.д.).

Температура на производстве измеряется классическими термометрами (спиртовыми и ртутными) и электронными термометрами.

Важной особенностью производственного микроклимата является инфракрасное излучение. Это электромагнитное излучение с λ от 0,76 мк до 1 мм и является функцией теплового состояния источника излучения. Инфракрасное излучение подчиняется следующим законам:

а. Лучеиспускание зависит только от излучающего тела и не зависит от окружающей среды.

б. С повышением температуры излучающего тела мощность излучения увеличивается пропорционально 4 ой степени абсолютной температуры.

Закон Стефана Больцмана

Е = К ´ Т 4 ,                                                                       (3)

где Е - мощность излучения;

      К - константа = 1,38 • 10 -12

Произведение абсолютной температуры излучающего тела на длину волны излучения с максимальной энергией λmax есть величина постоянная ( I Закон Вина)

λ max´Т = К                          ( К = 2960, если λmax в мк)            (4)

Спектр инфракрасного излучения тела человека лежит в пределах от 2,5 до 25 мк с λmax 9,4 мк.

Наряду со спектральной характеристикой ИК излучения важна и его интенсивность, которая измеряется кал/(см2 мин) или ккал/(м2 час). На рабочих местах эта величина колеблется от 0,1 до 18 кал/(см2 мин). По мере удаления рабочего места от источника излучения эта величина уменьшается. Так тепловой эффект от прямого солнечного излучения по поверхности земли не превышает 1,5 кал/(см2 мин).

Тепловой эффект измеряется актинометрами.

Влажность воздуха производственных помещений тоже зависит от производственных процессов (красильные цеха, гальванические цеха и т.д.). Есть цеха, где влажность поддерживается искусственно. Влажность воздуха характеризуется относительной влажностью - процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения и определяется отношением абсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах (\%).

Абсолютная влажность определяется количеством водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха при данной температуре.

Максимальная влажность - количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м3 воздуха при данной температуре.

Высокая температура воздуха переносится организмом легче при низкой, относительной влажности. Это способствует потоотделению. Однако, чрезмерно сухой воздух (низкая относительная влажность) оказывает иссушающее действие на слизистые оболочки носа, глотки и рта (образуются трещины в слизистых оболочках, которые потом инфицируются).

Относительная влажность измеряется аспирационными психрометрами, гигрометрами и электронными психрометрами.

Подвижность воздуха определяется скоростью его движения. Этот параметр характеризующий микроклимат влияет на теплообъем организма. При высоких температурах перемещение воздуха облегчает процесс терморегуляции. Так, например, в жаркое время года ветер способствует освобождению организма от излишков тепла. Наоборот, при низких температурах большая подвижность воздуха является неблагоприятным фактором, приводящим к переохлаждению. Известно, что мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре.

Движение воздуха может быть использовано в качестве оздоровительного мероприятия при высокой температуре воздуха и при ИК излучении – «воздушные души».

Для некоторых цехов характерна недостаточная подвижность воздуха, создающая тягостное ощущение духоты (текстильная, швейная промышленность и др.).

Последнее время, начиная с 1994 г. при определении характеристик микроклимата производственных помещений используется индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс).

Индекс тепловой нагрузки среды является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения).

ТНС-индекс определяется на основе величин температуры влажного термометра аспирационного психрометра (tвл) и температуры внутри зачерненного шара (tш).

ТНС-индекс рассчитывается по уравнению:

ТНС-индекс рекомендуется использовать для интегральной оценки тепловой нагрузки на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышает о,6 м/с, а интенсивность теплового облучения – 1200 Вт/м2.

Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в табл. 6.

Рекомендуемые величины интегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) для профилактики перегревания организма.

Атмосферное давление также может влиять на самочувствие и здоровье человека.

На поверхности (равнине) земли колебания атмосферного давления незначительны, они связаны с условиями погоды и не превышают ± (от 10 до 30) мм рт. ст. относительно 760 мм рт. ст. Эти изменения давления в сторону повышения и понижения могут привести к нарушениям в организме человека. Например, при понижении атмосферного давления может развиться высотная болезнь. Она ярко выражена при быстром подъеме на высоту (у летчиков, альпинистов (выражается в кислородном голодании тканей).

С повышением атмосферного давления человек сталкивается при строительстве глубоких туннелей, водолазных и др. работах. При быстром переходе из зоны повышенного давления в зону пониженного давления развивается кессонная болезнь (переобогащение крови азотом).

Атмосферное давление измеряется барометрами.

Таблица 6.