ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Микроклимат производственных помещений – метеорологические параметры внутренней среды на рабочих местах этих помещений.

 

Микроклимат производственных помещений – метеорологические параметры внутренней среды на рабочих местах этих помещений.

Показателями, характеризующими метеорологические условия в закрытых производственных помещениях (микроклимат) являются температура t (С⁰), относительная влажность окружающего воздуха φ; (%), скорость его движения υ; (м/с), интенсивность теплового облучения (при наличии источников лучистого тепла), давление Р (Па).

Температура воздуха в производственных помещениях зависит от количества тепловыделений, от производственных источников и работающих в помещении людей, воздухообмена в помещении, от теплопередачи наружных ограждающих конструкций здания.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха – это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха, измеряется в г/м³ [8].

Относительной влажностью φ; называется отношение парциального давления водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре, выражается в % (или отношение данной абсолютной влажности (кг/м³) к влажности (кг/м³) насыщенного воздуха):

%, ,

где Р_п – парциальное давление, Па (мм рт. ст.); Р_s – давление насыщения, Па (мм рт. ст.).

 

Подвижность (скорость движения) воздуха в производственных помещениях создается конвекционными потоками, подвижными частями технологического процесса, вентиляцией.

При выполнении работы и в состоянии покоя организм человека поддерживает постоянную температуру тела, уменьшая или увеличивая теплоотдачу в окружающую среду.

Терморегуляцией называется способность организма человека регулировать теплообмен с окружающей средой и сохранять температуру тела на постоянном нормальном уровне +36,6 ± 0,5 ⁰С независимо от внешних условий и тяжести выполняемой работы.

Терморегуляцию различают: химическую, связанную с теплопродукцией, и физическую, связанную с теплоотдачей [10].

Химическая терморегуляция достигается ослаблением обмена веществ при угрозе перегревания организма или усилением при переохлаждении. Однако роль химической терморегуляции в тепловом равновесии организма с внешней средой невелика.

Физическая терморегуляция регулирует отдачу тепла в окружающую среду в виде инфракрасного излучения за счет нагрева воздуха, омывающего поверхность тела человека (конвекция) и испарения влаги (пота) с поверхности тела и слизистых оболочек верхних дыхательных путей. При этом свыше 80 % тепла отдается через кожный покров.

Основные составляющие теплоотдачи человеческого тела: теплопроводность, конвективный теплообмен, теплообмен излучением и массообмен при испарении влаги.

При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.

Состояние комфорта – это субъективное чувство, возникающее у людей под влиянием комплексных воздействий [7].

Впервые комплексность трех факторов (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха) выявил известный русский ученый И.И. Флавицкий.

Для измерения теплового комфорта ученые ввели условные единицы численного измерения в виде эффективной температуры (ЭТ) и эффективно-эквивалентной температуры (ЭЭТ).

Эффективной температурой (ЭТ) называется температура, которая ощущается человеком при данном сочетании температуры, влажности, давлении воздуха и при отсутствии движения воздуха на рабочем месте.

Эффективно-эквивалентной температурой (ЭЭТ) называется температура, которая ощущается человеком при данном сочетании температуры, влажности, давлении и при наличии движения воздуха с различной скоростью на рабочем месте [9].

Нормирование микроклимата производственной среды производится по оптимальным и допустимым параметрам в зависимости от тепловой характеристики производственного помещения, категории работ по тяжести, периода года (табл.1).

Категория работ – разграничение работ по тяжести на основе общих энергозатрат организма:

- легкая физическая работа (категория Iа); работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требуя физического напряжения (расход энергии до 120 ккал/ч);

- легкая физическая работа (категория Iб); работа, сопровождаемая некоторым физическим напряжением (расход энергии от 120 до 150 ккал/ч);

- средней тяжести (категория IIа); работы, связанные с ходьбой, перемещением мелких (до 1кг) изделий в положении стоя или сидя, требующие определенного физического напряжения (расход энергии от 150 до 200 ккал/ч);

- средней тяжести (категория IIб); работы, выполняемые стоя, связанные с ходьбой, переноской небольших (до 10 кг) тяжестей и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (расход энергии от 200 до 250 ккал/ч);

- тяжелая физическая работа (категория III); работы, связанные с передвижениями, перемещениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующих больших физических усилий (расход энергии превышает 250 ккал/ч).

Оптимальные климатические условия – сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организм без напряжения механизма терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия – сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать приходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений и нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Различают два периода года:

- холодный период года (среднесуточная температура наружного воздуха равна +10 ⁰С и ниже);

- теплый период года (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10 ⁰С) [5].

Метеорологические условия (микроклимат) в пределах допустимых норм на постоянных и непостоянных рабочих местах производственных помещений (кроме помещений, для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами) следует принимать согласно табл.1 (для районов с температурой наружного воздуха 25 ⁰С и выше для теплого периода для категорий работ легкой, средней тяжести и тяжелой температуру на рабочих местах следует принимать на 4 ⁰С выше температуры наружного воздуха, но не выше: для легких работ – до 31 ⁰С, для средней тяжести – до 30 ⁰С, для тяжелых работ – до 29 - 30 ⁰С). Для г. Волгограда средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца +30,6 ⁰С.

 

Таблица 1 - Планируемые величины, в пределах санитарных норм, температуры относительной влажности и скорости движения воздуха

в рабочей зоне производственных помещений.

 

Период года	Категория работ	Температура, 0С	Относительная влажность, %	Скорость движения, м/с
Оптимальная	допустимая	оптимальная	Допустимая на рабочих местах - постоянных и непостоянных, не более	Оптимальная, не более	Допустимая на рабочих местах- постоянных и непостоянных
Верхняя граница	Нижняя граница
на рабочих местах
постоянных	непостоянных	постоянных	непостоянных
Холодный	Легкая - Iа	22-24					40-60		0,1	не более 0,1
Легкая - Iб	21-23					40-60		0,1	не более 0,2
Средней тяжести - IIа	18-20					40-60		0,2	не более 0,3
Средней тяжести - IIб	17-19					40-60		0,2	не более 0,4
Тяжелая - III	16-18					40-60		0,3	не более 0,5
Теплый	Легкая - Iа	23-25					40-60	55 при 28 0С	0,1	0,1-0,2
Легкая - Iб	22-24					40-60	60 при 27 0С	0,2	0,1-0,3
Средней тяжести - IIа	21-23					40-60	70 при 26 0С	0,3	0,2-0,4
Средней тяжести - IIб	20-22					40-60	65 при 25 0С	0,3	0,2-0,5
Тяжелая - III	18-20					40-60	75 при 24 0С и ниже	0,4	0,2-0,6

Метеорологические условия (микроклимат) в помещениях при кондиционировании в пределах оптимальных норм для постоянных и непостоянных рабочих мест следует обеспечивать согласно табл.1, кроме помещений для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами.

Температуру воздуха в помещениях следует принимать:

- для теплого периода года при проектировании вентиляции - максимальную из допустимых температур (табл.1);

- для холодного периода – минимальную из допустимых температур (табл.1);

- скорость движения воздуха и относительную влажность принимать согласно табл.1.

В теплый период года метеорологические условия не нормируются в помещениях: жилых зданий, общественных, административно-бытовых и производственных в периоды, когда их не используют, и в нерабочее время.

В холодный период года в общественных, административно-бытовых и производственных помещениях отапливаемых зданий, когда они не используются, и в нерабочее время следует принимать температуру воздуха ниже нормируемых, но не ниже 5 ⁰С.

Температуру, относительную влажность, скорость движения и чистоту воздуха в животноводческих, звероводческих и птицеводческих зданиях, сооружениях для выращивания растений, зданиях для хранения сельскохозяйственной продукции следует принимать в соответствии с нормами технологического и строительного проектирования этих зданий.

В помещениях для обогрева людей следует принимать температуру воздуха +25 ⁰С, а при применении радиационного обогрева - +20 ⁰С.

В помещениях для отдыха рабочих горячих цехов с поверхностной плотностью теплового потока на рабочем месте 140 Вт/м² и более следует принимать температуру воздуха в холодный период +20 ⁰С, а теплый период +23 ⁰С.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования осветительных приборов, инсоляции на постоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м ² при облучении 50 % поверхности тела и более, 70 Вт/м ² - при величине облучаемой поверхности тела от 25 до 50 %, 70 Вт/м ² - при облучении не более 25 % поверхности тела.