Микроклимат на производственном предприятии

Классификация производственного микроклимата
1. Микроклимат производственных помещений, в которых технология производства не связана со значительными тепловыделениями
Микроклимат этих помещений в основном зависит :
• климата местности
• отопления
• вентиляции

2. Микроклимат производственных помещений со значительными тепловыделениями
Производственные помещения, называемые горячими цехами:
• котельные
• кузнечные
• мартеновские и доменные печи
• хлебопекарни
• цеха сахарных заводов и др.
В горячих цехах большое влияние на микроклимат оказывает тепловое излучение
нагретых и раскаленных поверхностей

Основная роль в теплообменных процессах у человека принадлежит физиологическим механизмам регуляции отдачи тепла.
В обычных климатических условиях теплоотдача
осуществляется:
• излучение - 45%,
• конвекции - 30%
• испарения - 25%

3. Микроклимат производственных помещений с искусственным охлаждением воздуха
К ним относятся различные холодильники
4. Микроклимат открытой атмосферы, зависящий от климато-погодных условии
К ним относятся сельскохозяйственные, дорожные, строительные работы

Микроклимат оценивают сочетанием четырёх факторов:
1. Температура воздуха tв, 0С.
2. Скорость движения воздуха Vв, м/с.
3. Относительная влажность φ, %.
4. Радиационная температура излучающих стен tрад., 0С.
Организм человека постоянно находится в состоянии теплообмена с окружающей средой.
Вследствие белкового, углеводного и жирового обмена в организме вырабатывается тепло (теплопродукция) Qт., количество которого зависит от рода деятельности и интенсивности выполняемой работы. Это тепло для спокойного состояния человека составляет 80 - 100 вт.

Отдача тепла от тела человека
Теплопродукция организма отдаётся в окружающую среду посредством конвекции, излучением тепла и испарением влаги с поверхности кожи.
Тепло, передающееся конвекцией Qк (вт) определяется:
где α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, вт/(м2*град.); F - площадь поверхности тела, м2; tт, tв - температура тела и воздуха.
Конвективная отдача тепла зависит от скорости движения и температуры воздуха.
Отдача тепла излучением Qизл. (вт) происходит, если температура тела больше температуры стен.

Отдача тепла от тела человека
Теплоотдача за счёт испарения влаги Qисп. (вт) с поверхности кожи зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела ещё и от скорости его движения.
Абсолютная влажность воздуха (А, г/кг) - это количество водяного пара, содержащегося в 1кг воздуха при данной температуре и давлении.
Максимальная влажность (F, г/кг) - это количество водяного пара, которое может содержаться в 1кг воздухе при тех же условиях.
Относительная влажность φ определяется:

Уравнение теплового комфорта
Нормальные для определённого вида деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового комфорта:
Qт =
Qк
+ Qизл.
+ Qисп.
В организме человека имеется психофизиологическая система терморегуляции, позволяющая ему адаптироваться к изменениям климатических факторов и поддерживать нормальную постоянную температуру тела. Терморегуляция осуществляется двумя процессами: выработкой тепла и теплоотдачей, течение которых регулируется ЦНС. При нарушении этого уравнения возможно ухудшение самочувствия, переохлаждение или перегрев организма.

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека
1. Обезвоживание организма
Обезвоживание (испарения влаги)- считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3 %
Обезвоживание на 6% влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения
Обезвоживание на 15...20 % приводит к смертельному исходу

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %)
При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8—10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г солей)
Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы
При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки

Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной (около 0,5 %) газированной питьевой водой из расчета 4...5 л на человека в смену.
На ряде заводов для этих целей применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических
условиях рекомендуется пить охлажденную питьевую воду или чай.

Терморегуляция
Терморегуляция - процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека, что позволит сохранить температуру внутренних органов около 36.6 град.
Способы терморегуляции:
1. Биохимический – за счет изменения окислительных процессов в организме (мышечная дрожь при переохлаждении)
2. Изменение интенсивности кровообращения;
3. Изменение интенсивности потовыделения (до 90%
на данный фактор);
Если терморегуляция нормальная и не перенапряжена, то состояние человека комфортное, если нет, то дискомфортное.

Гипотермия
Гипотермия (переохлаждение) начинается, когда теплопотери становятся больше теплопродукции организма, а система терморегуляции не справляется с этими изменениями.
Нарушается кровоснабжение, что вызывает такие простудные заболевания, как невриты, радикулиты, заболевания верхних дыхательных путей.
В результате гипотермии наблюдается отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, ложное ощущение благополучия, замедленные движения, угнетение психики, а в тяжёлых случаях - потеря сознания и летальный исход.

Производственно–обусловленные заболевания при гипотермии
Рост заболеваний:
сердечно-сосудистой системы на 50%
артериальной гипертонии на 30–90%
ишемической болезни сердца в 3–4 раза
лёгочных заболеваний в 1,5–3 раза
болезней уха, горла, носа в 2 раза
болезней эндокринной системы
язвенной болезни желудка
облитерирующий эндартериит
вегетативно–сенсорная полиневропатия (ангионевроз)

Профилактика переохлаждения организма
Архитектурно–планировочные мероприятия:
строительство зданий с учетом сторон света, розы ветров
устройство ворот, проёмов–завес, шлюзов, двойное – тройное застекление окон
теплоизоляция полов, стен, окон, дверей
напольная система обогрева
эффективная система отопления

Улучшение микроклимата достигается в холодный период года применением теплоизолирующих материалов и систем отопления.

Потери теплоты в помещении Qп складываются из потерь на ограждениях Qогр. и на остеклении Qост.. Система отопления должна иметь теплопроизводительность не меньше, чем величина теплопотерь.
где Fогр. , Fост. - площадь ограждений и остекления, м2;
Когр. , Кост. - коэффициенты теплопередачи, вт/(м2*град.);
tвн. , tнар. - температура внутреннего и наружного воздуха, 0С.

2. Организационные мероприятия
обеспечение скз и сиз
рациональный режим труда и отдыха: перерывы для согревания
в бытовке температура 23°с
местный лучистый обогрев для рук +35 °с, для ног +45 °с.
прием горячего чая, горячей пищи
сушилки для обуви и одежды

3. Лечебно–профилактические мероприятия
закаливание
уфо, физические упражнения, витаминотерапия
предварительные медицинские осмотры
противопоказания к работе: заболевания эндокринной системы, болезни обмена веществ, органов кроветворения, хронические заболевания дыхательных путей, печени, почек, периферических сосудов, нервов, суставов
периодические осмотры 1 раз в 2 года

Гипертермия
Гипертермия (перегрев) наблюдается при нарушении уравнения теплового комфорта, когда внешняя теплота Qв.т суммируется с теплопродукцией организма, и эта сумма превышает величину теплопотерь.
При гипертермии возникает головная боль, учащённый пульс, снижение артериального давления, поверхностное дыхание, тошнота. При тяжёлом поражении возможна потеря сознания.
Эти симптомы характерны для теплового и для солнечного удара.
Повышенная влажность воздуха более 75% ускоряет развитие гипертермии и гипотермии.

Производственно–обусловленные заболевания при гипертермии
язвенная болезнь желудка и 12 п. кишки
рост заболеваний органов дыхания и мочеполовой системы на 30–50%
судорожные состояния на фоне обезвоживания,
тепловой удар
солнечный удар
катаракта под воздействием инфракрасных излучений

Профилактика перегревания организма
1.Архитектурно–планировочные мероприятия:
Строительство с учетом сторон света
Учет санитарно–защитных зон (50см от нагревательных приборов и >)
Жалюзи, занавеси, козырьки на окнах

2. Инженерно–технологические мероприятия
Изменение технологии с уменьшением количества источников тепла, физических усилий, напряжения внимания
Уменьшение времени контакта с нагреваемой поверхностью
Ограничение источников тепла
Механизация тяжелого физического труда
Дистанционное управление
Роботизация процессов
Локализация тепловыделений (экраны)
Правильно организованная рациональная вентиляция

2.2. Улучшение микроклимата
Улучшение микроклимата достигается:
В тёплый период года использованием вентиляции и систем кондиционирования воздуха (СКВ).

Естественная вентиляция
Естественная вентиляция осуществляется гравитационным давлением за счёт разности плотностей холодного и тёплого воздуха, а также ветровым напором.
Организованная естественная вентиляция - аэрация.
Естественная вентиляция дефлекторами
3

Рис. 14 Дефлекторы
а - с плавным раструбом;
б - эжекционный;
в - трёхгранный; г - круглый.
4

Искусственная вентиляция
При искусственной вентиляции воздух подаётся осевыми или центробежными (радиальными) вентиляторами. Вентилятор характеризуется:
Производительностью (подачей) L, м3/ч.
Развиваемым давлением p, Па.
Электрической мощностью N, квт.
Коэффициентом полезного действия η.
Производительность вентилятора
определяется:
где F - площадь сечения вентиляционного патрубка, м2;
V - скорость движения воздуха, м/с.
Осевые вентиляторы применяют, когда требуется получить значительную производительность, а центробежные - для обеспечения высокого давления.
5

Рис. 15 Осевой вентилятор
Рис. 16 Центробежный вентилятор
1 - корпус; 2 - крылатка;
3 - электродвигатель.
1 - электродвигатель; 2 - кожух;
3 - крылатка; 4 - станина.
6

Поглощение избыточной теплоты Qизб.
Количество воздуха L, которое надо подать в помещение для поглощения избыточной теплоты определяется:
где С- удельная теплоёмкость воздуха, вт/кг*град.;
ρ - плотность воздуха, кг/м3.
Избыточная теплота определяется теплом, излучаемым от людей Qлюд., оборудования Qобор., освещения Qосв., солнечной радиации Qрад., и теплом, выходящим через ограждения Qогр.
7

Рис. 17 Местная приточная вентиляция - воздушное душирование
8

Система кондиционирования воздуха (СКВ)
Система кондиционирования воздуха (СКВ)
СКВ обеспечивает для человека оптимальный микроклимат
9

3. Организационные мероприятия
Обеспечение средствами СКЗ и СИЗ
Рациональный режим труда и отдыха (при +25°С перерыв 10 мин через 50 мин; +35 °С перерыв 15 мин через 45 мин; >+35 °С работают утром и вечером)
Организация питания и
питьевого режима
Комнаты отдыха
Тепловая тренировка

4. лечебно–профилактические мероприятия
Предварительные медосмотры
Противопоказания к работе: органические заболевания ССС, почек, желудка, кожи, эндокринных желез, онкозаболевания)
Периодические осмотры
1 раз в 2 года

Нормирование микроклимата
Климатические факторы действуют на человека комплексно. В то же время установлены комфортные значения для каждого фактора:
Температура воздуха 20 - 23 0С.
Относительная влажность 40 - 60 %.
Скорость движения воздуха для лёгкой работы 0,2 - 0,4 м/с.
Для производственных помещений факторы микроклимата (tв, Vв, φ) нормируют как оптимальные и допустимые в зависимости от периода года (тёплый, холодный) и от категории работы по степени тяжести (лёгкая, средней тяжести и тяжёлая). Для судовых помещений в тёплый период года (система вентиляции) нормируют скорость движения воздуха и перепад внутренней и наружной температуры.
8

ОПТИМАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ОПТИМАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ДОПУСТИМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ (холодный период года)

ДОПУСТИМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ (теплый период года)

ДОПУСТИМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА РАБОТАЮЩИХ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ

4. Гипоксия
Удовлетворительное самочувствие человека при
дыхании воздухом сохраняется до высоты около 4 км. Выше наступает кислородное голодание- гипоксия.
Основные признаки гипоксии — головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.
При длительных полетах на летательных аппаратах на высоте более 4 км применяют либо кислородные маски, либо скафандры, либо герметизацию кабин.
При нарушении герметизации давление в кабине резко снижается. Часто этот процесс протекает так быстро, что имеет характер своеобразного взрыва и называется взрывной декомпрессией.
При декомпрессии надеть кислородную маску себе

4. Гипоксия
Эффект воздействия взрывной
декомпрессии на организм зависит от
начального значения и скорости
понижения давления, от сопротивления
дыхательных путей человека, общего состояния организма.
В общем случае чем меньше скорость понижения давления, тем легче она переносится.
В результате исследований установлено, что уменьшение давления на 385 мм рт. ст. за 0,4 с человек переносит без каких-либо последствий.
Однако новое давление, которое возникает в результате декомпрессии, мож етпривести к высотному метеоризму и высотным эмфиземам.

5. Высотный метеоризм
— это расширение газов, имеющихся в свободных полостях тела.
Так, на высоте 12 км объем желудка и кишечного тракта увеличивается в 5 раз.

6. Высотные эмфиземы
или высотные боли — это переход газа из растворенного состояния в газообразное.

7. Декомпрессионная
(кессонная) болезнь
возникает при переходе из области
высокого атмосферного давления в условия нормального.
Сущность ее состоит в том, что в период компрессии и пребывания при повышенном атмосферном давлении организм через кровь насыщается азотом.
Полное насыщение организма азотом наступает через 4 ч пребывания в условиях повышенного давления.
Если декомпрессия производится форсированно, в крови и других жидких средах образуются пузырьки азота, которые вызывают газовую эмболию и как ее
проявление — декомпрессионную болезнь.

Тяжесть декомпрессионной
болезни определяется
массовостью закупорки
сосудов и их локализацией.
Развитию декомпрессионной болезни способствует переохлаждение и
перегревание организма. Понижение 'температуры приводит к сужению сосудов, замедлению кровотока, что замедляет удаление азота из тканей и процесс десатурации. При высокой температуре наблюдается сгущение крови и замедление ее движения.