Улучшение метеорологических условий. Метеорологические условия в помещении Определение скорости движения воздуха

Теплообмен человека с окружающей средой. Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (при тяжелой работе). Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потери трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1–2 °С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43 °С, минимальная +25 °С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30–34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 °С, а иногда и ниже.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Q тп человека полностью воспринимается окружающей средой Q т o , т.е. когда имеет место тепловой баланс Q тп = Q mo . В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Q тп > Q т o), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. Теплоизоляция человека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лежа), от окружающей среды приведет к повышению температуры внутренних органов уже через 1 ч на 1,2 °С. Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5 °С и вплотную приблизится к максимально допустимой. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Q тп < Q т o), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Q k в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью Q т, излучением на окружающие поверхности Q л и в процессе тепломассообмена (Q тм = Q п + Q д) при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами Q п и при дыхании Q д:

Q тп = Q к + Q т + Q л + Q тм.

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона

Q к = a к F э (t пов – t ос),

где αк – коэффициент теплоотдачи конвекций; при нормальных параметрах микроклимата
α к = 4,06 Вт/(м °С); t пов –температура поверхности тела человека (для практических расчетов зимой около 27,7 °С, летом около 31,5 °С); t ос – температура воздуха, омывающего тело человека; F э –эффективная поверхность тела человека (размер эффективной поверхности тела зависит от положения его в пространстве и составляет приблизительно 50–80 % геометрической внешней поверхности тела человека); для практических расчетов F э = 1,8 м 2 . Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно определить приближенно как

где λ, – коэффициент теплопроводности газа пограничного слоя, Вт/(м·°С); δ – толщина пограничного слоя омывающего газа, м.

Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4–8 мм при скорости движения воздуха w = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (В) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха φ, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.

На основании изложенного выше можно сделать вывод, что величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха, т.е.

Q к = f(t oc ;β;w;φ).

Передачу теплоты теплопроводностью можно описать уравнением Фурье:

где λо –коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/(м∙°С); ∆о – толщина одежды человека м.

Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он может быть определен с помощью обобщенного закона Стефана – Больцмана:

где С пр –приведенный коэффициент излучения, Вт/(м 2 сти К 4); F 1 – площадь поверхности, излучающей лучистый поток, м 2 ; ψ 1-2 –коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей F 1 и F 2 и показывающий долю лучистого потока, приходящуюся на поверхность F 1 от всего потока, излучаемого поверхностью F 1 ; T 1 средняя температура поверхности тела и одежды человека, К; T 2 – средняя температура окружающих поверхностей, К.

Для практических расчетов в диапазоне температур окружающих человека предметов
10–60 °С приведенный коэффициент излучения С пр ≈ 4,9 Вт/(м 2 К 4). Коэффициент облучаемости ψ 1-2 обычно принимают равным 1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты ε и температуры окружающих человека предметов, т.е.

Q ^ = f(T оп;ε).

Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую среду при испарении влаги, выводимой на поверхность потовыми железами,

где G n – масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r – скрытая теплота испарения выделяющейся влаги, Дж/кг.

Данные о потовыделении в зависимости от температуры воздуха и физической нагрузки человека приведены в таблице 11. Как видно из таблицы, количество выделяемой влаги меняется в значительных пределах. Так, при температуре воздуха 30 °С у человека, не занятого физическим трудом, влаговыделение составляет 2 г/мин, а при выполнении тяжелой работы увеличивается до 9,5 г/мин.

Таблица 11. Количество влаги, выделяемое с поверхности кожи и из легких человека, г/мин

Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности, т.е.

Q п =f(t ос; В;w; φ; J),

где J – интенсивность труда, производимого человеком, Вт.

В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легочный аппарат человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетах можно принимать (с запасом), что выдыхаемый воздух имеет температуру 37 °С и полностью насыщен.

Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха,

где V ЛВ – объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени, «легочная вентиляция», м 3/ с; ρ вд – плотность вдыхаемого влажного воздуха, кг/м 3 ; С р – удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, Дж/(кг ˚С); t выд – температура выдыхаемого воздуха, °С; t ад – температура вдыхаемого воздуха, °С.

«Легочная вентиляция» определяется как произведение объема воздуха вдыхаемого за один вдох, V в-в, м 3 на частоту дыхания в секунду п:

Vлв=V в-в n.

Частота дыхания человека непостоянна и зависит от состояния организма и его физической нагрузки. В состоянии покоя она составляет 12–15 вдохов-выдохов в минуту, а при тяжелой физической нагрузке достигает 20–25. Объем одного вдоха-выдоха является функцией производимой работы. В состоянии покоя с каждым вдохом в легкие поступает около 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работы объем вдоха-выдоха может возрастать до 1,5–1,8 л.

Среднее значение “легочной вентиляции” в состоянии покоя примерно 0,4–0,5 л/с, а при физической нагрузке в зависимости от ее напряжения может достигать 4 л/с.

Таким образом, количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом Q т, зависит от его физической нагрузки, влажности и температуры окружающего (вдыхаемого) воздуха

Q т = f(J;φ;t ос).

Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом. С увеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплоты отводимой через дыхание, уменьшается.

Анализ приведенных выше уравнений позволяет сделать вывод что тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс в системе человек – среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки организма

Q тп = f(t oc ;w;ψ;B;T оп;J).

Параметры – температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма – характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием. Остальные параметры – температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата.

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека. Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С. На рисунке 10 представлены ориентировочные данные о переносимости температур, превышающих 60 °С. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиент ее не должен выходить за пределы 5 °С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при t ос > 30 °С, так как при этом почти все выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30–70 %.

Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение 3 ч без питья, образуется только на 8 % меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количества наблюдается увеличение потовыделения всего на 6 % по сравнению со случаем, когда вода возмещалась на 100 %. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2–3 % путем испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15–20 % приводит к смертельному исходу.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4–0,6 NaCI). 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 NaCI). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечнососудистой 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 % NaCI) 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.

Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня – гипертермии – состоянию, при котором температура тела поднимается до 38–39 °С. При гипертермии и как следствие тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается содержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма – гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличивается, изменяется углеводный обмен. Прирост обменных процессов при понижении температуры на 1 °С составляет около 10 %, а при интенсивном охлаждении он может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена. Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту, может в течение некоторого времени задер­живать снижение температуры внутренних органов. Результатом дей­ствия низких температур являются холодовые травмы.

Параметры микроклимата оказывают существенное влияние и на производительность труда. Так, повышение температуры с 25 до 30 °С в прядильном цехе Ивановского камвольного комбината привело к снижению производительности труда и составило 7 %. Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН РФ установил, что производительность труда работников машинострои­тельного предприятия при температуре 29,4 °С снижается на 13 %, а при температуре 33,6 °С на 35 % по сравнению с производительностью при 26 °С.

В горячих цехах промышленных предприятий большинство техно­логических процессов протекает при температурах, значительно пре­вышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, кото­рые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500 °С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи с длиной волны 740–0,76 мкм, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи.

Длина волны лучистого потока с максимальной энергией теплового излучения определяется по закону смещения Вина (для абсолютного черного тела)

λ Emax = 2,9∙10 3 /T.

У большинства производственных источников максимум энергии приходится на инфракрасные лучи (λ Emax > 0,78 мкм).

Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насы­щенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечнососудистой и нервной систем.

По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяются на коротковолновые лучи с длиной волны 0,76–1,5 мкм и длинноволновые с длиной более 1,5 мкм. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении – тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и погло­щаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Кроме непосредственного воздействия на человека лучистая теп­лота нагревает окружающие конструкции. Эти вторичные источники отдают теплоту окружающей среде излучением и конвекцией, в резуль­тате чего температура воздуха внутри помещения повышается.

Общее количество теплоты, поглощенное телом, зависит от размера облучаемой поверхности, температуры источника излучения и рассто­яния до него. Для характеристики теплового излучения принята величина, названная интенсивностью теплового облучения. Интенсивность теплового облучения JE - это мощность лучистого потока, приходя­щаяся на единицу облучаемой поверхности.

Облучение организма малыми дозами лучистой теплоты полезно, но значительная интенсивность теплового излучения и высокая тем­пература воздуха могут оказать неблагоприятное действие на человека. Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м 2 не вызывает непри­ятного ощущения, при 1050 Вт/м 2 уже через 3–5 мин на поверхности кожи появляется неприятное жжение (температура кожи повышается на 8–10°С), а при 3500 Вт/м 2 через несколько секунд возможны ожоги. При облучении интенсивностью 700–1400 Вт/м 2 частота пульса увели­чивается на 5–7 ударов в минуту. Время пребывания в зоне теплового облучения лимитируется в первую очередь температурой кожи, болевое ощущение появляется при температуре кожи 40–45 ˚С (в зависимости от участка).

Интенсивность теплового облучения на отдельных рабочих местах может быть значительной. Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 Вт/м 2 ; при выбивке отливок из опок 350–2000 Вт/м 2 , а при выпуске стали из печи в ковш достигает 7000 Вт/м 2 .

Атмосферное давление оказывает существенное влияние на про­цесс дыхания и самочувствие человека. Если без воды и пищи человек может прожить несколько дней, то без кислорода - всего несколько минут. Основным органом дыхания человека, посредством которого осуществляется газообмен с окружающей средой (главным образом О 2 и СO 2), является трахибронхиальное дерево и большое число легочных пузырей (альвеол), стенки которых пронизаны густой сетью капилляр­ных сосудов. Общая поверхность альвеол взрослого человека составляет 90–150 м 2 . Через стенки альвеол кислород поступает в кровь для питания тканей организма.

Наличие кислорода во вдыхаемом воздухе - необходимое, но не­достаточное условие для обеспечения жизнедеятельности организма. Интенсивность диффузии кислорода в кровь определяется парциаль­ным давлением кислорода в альвеолярном воздухе (P o 2 ,мм рт. ст.).

Наиболее успешно диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода в пределах 95–120мм рт. ст. Изменение Po 2 вне этих пределов приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки на сердечнососудистую систему. Так, на высоте 2–3 км
(Po 2 ≈ 70мм рт. ст.) насыщение крови кислородом снижается до такой степени, что вызывает усиление деятельности сердца и легких. Но даже длительное пребывание человека в этой зоне не сказывается существенно на его здоровье, и она называется зоной достаточной компенсации. С высоты 4 км (Po 2 ≈ 60мм рт. ст.) диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотря на большое содержание кислорода (VО 2 ≈ 21 %), может наступить кислородное голодание – гипоксия. Основные признаки гипоксии – головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.

Как показали исследования, удовлетворительное самочувствие человека при дыхании воздухом сохраняется до высоты около 4 км, чистым кислородом (VO 2 = 100 %) до высоты около 12 км. При длительных полетах на летательных аппаратах на высоте более 4кмприменяют 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. 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, может привести к высотному метеоризму и высотным эмфиземам. Высотный метеоризм – это расширение газов, имеющихся в свободных полостях тела. Так, на высоте 12 км объем желудка и кишечного тракта увеличивается в 5 раз. Высотные эмфиземы, или высотные боли – это переход газа из растворенного состояния в газообразное.

В ряде случаев, например при производстве работ под водой, в водонасыщенных грунтах работающие находятся в условиях повышенного атмосферного давления. При выполнении кессонных и глубоководных работ обычно различают три периода: повышения давления – компрессия; нахождения в условиях повышенного давления и период понижения давления –декомпрессия. Каждому из них присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме.

Избыточное давление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, к уменьшению объема легких и увеличению силы дыхательной мускулатуры, необходимой для производства вдоха-выдоха. В связи с этим работа на глубине требует поддержания повышенного давления с помощью специального снаряжения или оборудования, в частности кессонов или водолазного снаряжения.

При работе в условиях избыточного давления снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. Длительное пребывание при избыточном давлении приводит к токсическому действию некоторых газов, входящих в состав вдыхаемого воздуха. Оно проявляется в нарушении координации движений, возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, расстройстве зрения и слуха.

Наиболее опасен период декомпрессии, во время которого и вскоре после выхода в условиях нормального атмосферного давления может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. 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.

В процессе декомпрессии вследствие падения парциального давления в альвеолярном воздухе происходит десатурация азота из тканей. Выделение азота осуществляется через кровь и затем легкие. Продолжительность десатурации зависит в основном от степени насыщения тканей азотом (легочные альвеолы диффундируют 150 мл азота в минуту). 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.

Терморегуляция организма человека. Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой, как было показано выше, являются параметры микроклимата. В естественных условиях на поверхности Земли (уровень моря) эти параметры изменяются в существенных пределах. Так, температура окружающей среды изменяется от – 88 до +60 °С; подвижность воздуха – от 0 до 100 м/с; относительная влажность – от 10 до 100 % и атмосферное давление – от 680 до 810 мм рт. ст.

Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5 °С. Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.

Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125–200 Дж/с.

Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов. Перенос теплоты с потоком крови имеет большое значение вследствие низких коэффициентов теплопроводности тканей человеческого организма – 0,314–1,45 Вт/(м. °С) При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается во внешнюю среду (рисунок 11).

Как видно из рисунка 11, кровоснабжение при высокой температуре среды может быть в 20–30 раз больше, чем при низкой. В пальцах кровоснабжение может изменяться даже в 600 раз.

Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Испарительное охлаждение тела человека имеет большое значение. Так, при t ос =18 °С, φ = 60 %, w = О количество теплоты, отдаваемой человеком в окружающую среду при испарении влаги, составляет около 18 % общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до +27 °С доля Q п возрастает до 30 % и при 36,6 °С достигает 100 %.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при понижении температуры воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разности температур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи, и следовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температуры кожных покровов за счет уменьшения интенсивности транспортирования крови от внутренних органов, и вместе с этим уменьшение разности температур.

На рисунках 12 и 13 приведены тепловые балансы человека при различных объемах производимой работы в разных условиях окружающей среды.

Рисунок 12. Тепловой баланс работающего человека и зависимости от нагрузки (v – скорость езды на велосипеде, 1 – тепловыделение, Q 2 – теплоотдача): 1 – изменение общей затраты энергии организма; 2 – механическая работа; 3 – тепловыделения; 4 – изменение суммарной теплоотдачи (О к. Q т. О л); 5 – теплота, отданная при испарении пота с поверхности тела	Рисунок 13. Тепловой баланс работающего человека в зависимости от температуры среды (Q 1 – тепловыделение, Q 2 – теплоотдача): 1 –суммарная энергии организма; 2– мускульная работа, 3 – выделенная теплота; 4 – теплота, переданная теплопроводностью и конвекцией; 5 – теплота, переданная излучением; 6 – теплота, отданная при испарении пота; 7 – теплота, потерянная с каплями пота

Тепловой баланс, приведенный на рисунке 12, составлен по экспериментальным данным для случая езды на велосипеде при температуре воздуха 22,5 °С и относительной влажности 45 %; на рисунке 13 приведен тепловой баланс человека, идущего со скоростью 3,4 км/ч при различных температурах окружающего воздуха и постоянной относительной влажности 52 %. Приведенные на рисунке 12 и 13 примеры процесса теплообмена человека с окружающей средой построены при условии соблюдения теплового баланса Q тп =Q то, поддержанию которого способствовал механизм терморегуляции организма. Экспериментально установлено, что оптимальный обмен веществ в организме и соответственно максимальная производительность труда имеют место, если составляющие процесса теплоотдачи находятся в следующих пределах: Q к + Q т ≈30%; Q д ≈ 45%;
Q п ≈ 20% и Q л ≈ 5 %. Такой баланс характеризует отсутствие напряженности системы терморегуляции.

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений. Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С и выше, холодный –
ниже +10 °С

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняемых 50 % и более работающих в соответствующем помещении.

К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения (работа контролеров в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.). Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140–174 Вт). К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175–232 Вт (категория IIа) и 233–290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб – работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.). К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).

По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздействующая на изменение температуры воздуха помещения, а избытком явной теплоты – разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении. Явная теплота, которая образовалась в пределах помещения, но была удалена из него без передачи теплоты воздуху помещения (например, с газами от дымоходов или с воздухом местных отсосов от оборудования), при расчете избытков теплоты не учитывается. Незначительные избытки явной теплоты – это избытки теплоты, не превышающие или равные 23 Вт на 1 м 3 внутреннего объема помещения. Помещения со значительными избытками явной теплоты характеризуются избытками теплоты более 23 Вт/м 3 .

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м 2 при облучении 50 % поверхности человека и более, 70 Вт/м 2 – при облучении 25–50 % поверхности и 100 Вт/м 2 – при облучении не более 25 % поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м 2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005–88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры – обычными системами вентиляции и отопления.

Похожая информация.

Метеорологические условия в помещении

Люди, находящиеся в жилых, в общественных и промышленных зданиях, а также технологические процессы, осуществляемые в промышленных цехах, требуют поддержания в помещениях необходимых метеорологических условий - определенного микроклимата . Ограждающие конструкции зданий защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий, однако только внешней защиты для круглогодичного поддержания необходимых внутренних условий недостаточно. Требуемые условия создаются с помощью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха , или, как их собирательно можно назвать, система кондиционирования микроклимата. В закрытых помещениях в зависимости от их назначения и характера проводимой в них работы создаются различные температурно-влажностные условия.

В человеческом организме в результате физиологических процессов непрерывно вырабатывается тепло. Это тепло должно быть отдано окружающей среде, так как организм человека стремится сохранять постоянную температуру (36,6°С).

Количество тепла, вырабатываемого в организме, различно и зависит от возраста, индивидуальных особенностей человека, степени тяжести выполняемой им работы и др. В спокойном состоянии взрослый человек вырабатывает 88-105 Вт , при тяжелой работе - 300-460 Вт, а при максимально возможных кратковременных нагрузках - до 1000 Вт. Основная часть этого тепла отдается окружающей среде и только небольшая часть (меньше 10%) теряется в результате естественного обмена веществ.

Отдача тепла происходит путем лучистого теплообмена с окружающими поверхностями, конвективной теплоотдачи воздуху и в результате испарения влаги с поверхности тела. При интенсивной физической работе основная доля отдаваемого тепла расходуется на испарение пота. Взрослый человек в спокойном состоянии при обычных условиях теряет приблизительно половину тепла излучением, четверть конвекцией, а четверть тепла расходует на испарение.

Организм человека имеет систему терморегуляции и приспосабливается к некоторым изменениям климатических условий. Однако эта способность организма ограничена, поэтому метеорологические параметры в помещении должны достаточно устойчиво поддерживаться системами кондиционирования микроклимата на заданном уровне.

Микроклимат помещения характеризуется температурой внутреннего воздуха tв, радиационной температурой помещения (усредненной температурой его ограждающих поверхностей) tr, скоростью движения (подвижностью)Uв, и относительной влажностью φв воздуха. Сочетание этих параметров, обеспечивающие хорошее самочувствие человека, называют зонами комфорта.Поскольку скорость движения и относительная влажность воздуха имеют обычно незначительные колебания , особенно важно поддержание в помещении определенных температурных условий. Зоны комфортных сочетаний tв и tr для гражданских зданий в холодный и теплый периоды года. Параметры микроклимата , определяющие эти зоны, являются расчетными внутренними условиями в помещении при проектировании ограждений здания и отопительно-вентиляционных систем.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Метеорологические условия в помещении" в других словарях:

условия - (см. раздел 1) d) Может ли машина представлять опасности при создании или потреблении определенных материалов? Нет Источник: ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования …

микроклимат - 3.12 микроклимат: Состояние воздушной среды в помещениях или его зонах, характеризующееся одним или несколькими параметрами. Примечание Параметрами микроклимата являются температура, влажность, скорость движения воздуха, давление, газовый состав … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ - метеорологические условия внутренней среды помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения; комплекс физических факторов, оказывающих влияние на … Российская энциклопедия по охране труда

СТЕКОЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО - СТЕКОЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, производство стекла и разного рода изделий из него. Стекло представляет собой различные бесцветные или окрашенные аморфные сплавы б. ч. кремнекислых (реже фосфорнокислых и борнокислых) солей. Свинец в виде РЬО входит в… …

МАСЛОБОЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО - МАСЛОБОЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Продуктом производства маслобойных заводов являются растительные масла, добываемые из масличных семян различного вида растений. Наиболее употребительными сортами масел, вырабатываемых на наших маслозаводах, являются… … Большая медицинская энциклопедия

ГОСТ 12.1.005-88: Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны - Терминология ГОСТ 12.1.005 88: Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны оригинал документа: 16. Вредное вещество По ГОСТ 12.1.007 Определения термина из разных документов: Вредное… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Санитарные нормы микроклимата производственных помещений - Терминология Санитарные нормы микроклимата производственных помещений: 8. Допустимые микроклиматические условия сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ПРАЧЕЧНАЯ - ПРАЧЕЧНАЯ, помещение, где производится стирка и обработка грязного белья в целях его очищения и отделка очищенного белья для дальнейшего пользования. Все процессы обработки белья разделяются на 3 основных группы: 1) подготовка белья, облегчающая… … Большая медицинская энциклопедия

ТКАЧИ - ТКАЧИ. Ткачество процесс, в к ром путем переплетения нитей, идущих в длину (основа), с нитями, идущими поперек (уток), получается. ткань. Наиболее интересным с гиг. точки зрения является ткачество в хлопчатобумажной промышленности. Нити основы до … Большая медицинская энциклопедия

обсервация - и, ж. observation, лат. observatio. 1. мор. Определение места судна на море по береговым предметам или небесным светилам. СИС 1985. Повинны <гардемарины> сами брать обсервацию, то есть уматривать высоту места. 1720. УМ 90. // Сл. 18 2 132.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Метеорологические условия, или микроклимат производственных помещений, складываются из температуры воздуха в помещении, инфракрасного и ультрафиолетового излучения от нагретого оборудования, раскаленного металла и других нагретых поверхностей, влажности воздуха и его подвижности. Все эти факторы, или метеорологичеокие условия в целом, определяются двумя основными причинами: внутренними (тепло и влаговыделения) и внешними (метеорологические условия). Первые из них зависят от характера технологического процесса, оборудования и применяемых санитарно-технических устройств и, как правило, носят относительно постоянный характер для каждого цеха или отдельного участка производства; вторые -- сезонного характера, резко изменяются в зависимости от времени года. Степень влияния внешних причин во многом зависит от характера и состояния наружных ограждений производственных зданий (стен, кровли, окон, въездных проемов и т. п.), а внутренних -- от мощностей и степени изоляции источников выделения тепла, влаги и эффективности санитарнo-технических устройств.

Тепловой режим производственных помещений определяется количеством тепловыделений внутрь цеха от горячего оборудования, изделий и полуфабрикатов, а также от солнечной радиации, проникающей в цех через открытые и остекленные проемы или нагревающей кровлю и стены здания, а в холодный период года -- от степени отдачи тепла за пределы помещения и от отопления. Определенную роль играют тепловыделения от различного рода электродвигателей, которые при работе нагреваются и отдают тепло в окружающее пространство. Часть поступившего в цех тепла отдается наружу через ограждения, а остальное, так называемое явное тепло нагревает воздух рабочих помещений.

Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий (СН 245 -- 71) производственные помещения по удельному тепловыделению делятся на две группы: холодные цехи, где явное тепловыделение в помещении не превышает 20 ккал/м3ч, и горячие цехи, где они выше этой величины.

Воздух цеха, постепенно соприкасаясь с горячими поверхностями источников тепловыделений, нагревается и поднимается вверх, а его место замещает более тяжелый холодный воздух, который, в свою очередь, также нагревается и поднимается вверх. В результате постоянного движения воздуха в цехе происходит его нагрев не только в месте нахождения источников тепла, но и на более отдаленных участках. Такой путь отдачи тепла в окружающее пространство называется конвекционным. Степень нагрева воздуха измеряется в градусах. Особенно высокая температура наблюдается на рабочих местах, не имеющих достаточного притока наружного воздуха или расположенных в непосредственной близости от источников тепловыделений.

Противоположная картина наблюдается в тех же цехах в холодный период года. Нагретый горячими поверхностями воздух поднимается вверх и частично уходит из цеха через проемы и неплотности в верхней части здания (фонари, окна, шахты); на его место подсасывается холодный наружный воздух, который до соприкосновения с горячими поверхностями нагревается очень мало, в силу чего нередко рабочие места омываются холодным воздухом.

Все нагретые тела со своей поверхности излучают поток лучистой энергии. Характер этого излучения зависит от степени нагрева излучающего тела. При температуре выше 500oС спектр излучения содержит как видимые-- световые лучи, так и невидимые -- инфракрасные лучи; при меньших температурах этот спектр состоит только из инфракрасных лучей. Гигиеническое значение имеет в основном невидимая часть спектра, то есть инфракрасное, или, как его иногда не совсем правильно называют, тепловое излучение. Чем ниже температура излучаемой поверхности, тем меньше интенсивность излучения и больше длина волны; по мере увеличения температуры увеличивается интенсивность, но уменьшается длина волны, приближаясь к видимой части спектра.

Источники тепла, имеющие температуру 2500 -- 3000o С и более, начинают излучать также ультрафиолетовые лучи (вольтова дуга электросварки или электродуговых печей). В промышленности для специальных целей используются так называемые ртутно-кварцевые лампы, которые излучают преимущественно ультрафиолетовые лучи.

Ультрафиолетовые лучи также имеют различные длины волн, но в отличие от инфракрасных по мере увеличения длины волны они приближаются к видимой части спектра. Следовательно, видимые лучи по длине волн находятся между инфракрасными и ультрафиолетовыми.

Инфракрасные лучи, попадая на какое-либо тело, нагревают его, что и послужило поводом называть их тепловыми. Это явление объясняется способностью различных тел в той или иной степени поглощать инфракрасные лучи, если температура облучаемых тел ниже температуры излучающих; при этом лучистая энергия превращается в тепловую, вследствие чего облучаемой поверхности передается то или иное количество тепла. Этот путь передачи тепла называется радиационным. Различные материалы обладают различной степенью поглощения инфракрасных лучей, и, следовательно, при облучении они нагреваются по-разному. Воздух совершенно не поглощает инфракрасные лучи и поэтому не нагревается, или, как принято говорить, он является теплопрозрачным. Блестящие, светлые поверхности (например, алюминиевая фольга, полированные листы жести) отражают до 94 -- 95% инфракрасных лучей, а поглощают всего 5 -- 6%. Черные матовые поверхности (например, покрытие сажей) поглощают почти 95 -- 96% этих лучей, поэтому нагреваются более интенсивно

При полном поглощении инфракрасных лучей в результате полного превращения лучистой энергии в тепловую облучаемый предмет получает определенное количество тепла, которое принято измерять в малых калориях на 1 см2 облучаемой поверхности в минуту (г.кал/см2.мин). Эту величину принимают за единицу интенсивности облучения. Интенсивность инфракрасного облучения возрастает по мере повышения температуры источника излучения и увеличения площади его поверхности и уменьшается в квадратной пропорции по мере удаления от источника излучения. Инфракрасное излучение, как правило, происходит от тех же источников, что и выделение конвекционного тепла.

Рабочие горячих цехов постоянно или периодически подвергаются воздействию инфракрасного излучения, в результате чего они получают извне то или иное количество тепла. Интенсивность облучения на рабочих местах в зависимости от размеров и температуры источников излучения и расстояния от него рабочих мест колеблется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 8 -- 10 г.кал/см2.мин. При выполнении отдельных кратковременных операций интенсивность облучения достигает 13 -- 15 г.кал/см2.мин. Для сравнения следует указать, что интенсивность солнечной радиации в летний безоблачный день достигает лишь 1,3 -- 1,5 г.кал/см2.мин.

Несмотря на то, что инфракрасное излучение не оказывает прямого действия на воздух, все же косвенным путем оно способствует его нагреву. Подвергающиеся облучению различные предметы, оборудование, конструкции и даже стены нагреваются и сами становятся источниками тепловыделения как радиационным, так и конвекционным путем. От них-то и нагревается воздух цеха.

При работе с вольтовой дугой или ртутно-кварцевыми лампами, излучающими ультрафиолетовые лучи, рабочие могут подвергаться облучению, если они не защищены от прямого попадания этих лучей в глаза или на кожный покров. Ультрафиолетовые лучи хорошо проходят через воздух, но почти не проходят через любую плотную ткань; даже обычное стекло их почти не пропускает. Однако при попадании лучей от вышеуказанны источников в глаза наряду с ультрафиолетовыми лучам на них будет действовать чрезмерно яркий, слепящий свет видимого спектра.

В каждом помещении, и тем более в производственных цехах, воздух всегда находится в состоянии движения, которое создается вследствие разности температур в различных частях здания и по площади и по высоте. Разность температур образуется в результате инфильтрации и подсоса более холодного наружного воздуха через окна, фонари, фрамуги, ворота.

Более сильное движение наблюдается в тех случаях, когда в цехе имеются источники тепловыделения, которые нагревают воздух и заставляют его быстро подниматься вверх. При наличии одного источника тепловыделения направление движения воздуха будет от периферии к источнику тепла и от него вверх; при нескольких же источниках тепловыделения направление токов может быть самым разнообразным, оно зависит от мест расположения источников тепла и их мощности. Скорость движения, или, как принято называть, подвижность воздуха, измеряется в метрах в секунду.

Мощные источники тепловыделения в цехах являются причиной значительных потоков воздуха, скорость которых иногда достигает 4 -- 5 м/сек. Особенно большие скорости движения создаются вблизи открытых проемов (ворот, окон и т. п.), где имеется возможность подсоса более холодного наружного воздуха. Вследствие больших скоростей холодные струи проходят значительные расстояния без достаточного разбавления теплым воздухом цеха, обдувая рабочих и создавая резкие колебания температур, что в быту называют сквозняками.

На отдельных же участках могут создаваться неблагоприятные условия для естественного конвекционного потока. Чаще всего такое положение наблюдается на участках, удаленных от проемов, ограниченных стенами или громоздким оборудованием (печами и т. п.), и особенно там, где подъему нагретого воздуха вверх препятствуют какие-либо глухие перекрытия (потолки). Подвижность воздуха сокращается до минимальных величин (0,05 -- 0,1 м/сек), что приводит к его застою и перегреванию, особенно если участки расположены вблизи от источников тепловыделений.

Как в наружном, так и в воздухе производственных помещений содержится некоторое количество водяных паров, создавая определенную влажность воздуха. Количество водяных паров, выраженное в граммах, содержащихся в килограмме или в кубическом метре воздуха, называется абсолютной влажностью.

Увеличение количества водяных паров при одной и той же температуре может происходить лишь до определенного предела, после чего пары начинают конденсироваться. Такое состояние, когда количество водяных паров (в граммах) способно насытить 1 кг или 1 м3 воздуха при данной температуре до предела, называется максимальной влажностью. Чем выше температура воздуха, тем больше надо водяных паров, чтобы довести этот воздух до максимальной влажности. Следовательно, максимальная влажность воздуха при разных температурах различна, причем для каждой температуры эта величина постоянна.

Для измерения влажности воздуха чаще всего пользуются показателем относительной влажности, то есть отношением абсолютной влажности к максимальной, насыщаемой воздух до предела при данной температуре, выраженной в процентах. Таким образом, относительная влажность показывает процент насыщения воздуха водяными парами при данной температуре.

Помимо влагосодержания поступающего наружного воздуха, внутри цеха могут быть дополнительные источники влаговыделения. Главным образом это открытые технологические процессы, сопровождающиеся использованием воды или водных растворов, особенно если эти процессы идут с подогревом. Определенная часть влаги выделяется также от самих работающих при дыхании и потовыделении, однако практически это не играет большой роли.

В производственных условиях наблюдается весьма различная влажность воздуха -- от 5 -- 10 до 70 -- 80%, при наличии обильных влаговыделений (красильно-отбелочные цехи текстильных фабрик, моечные отделения различных производств, прачечные) -- иногда до 90-- 95%, а в холодный период года -- до 100%, то есть до туманообразования.

Метеорологическими условиями, или микроклиматом, называют условия внутри помещений, которые определяются температурой, влажностью и скоростью движения воздуха.

Организм человека воздействует с окружающей средой посредством теплообмена. Оптимальные микроклиматические условия характеризуются тепловым балансом организма при котором его теплоотдача равна теплообразованию, благодаря чему температура тела сохраняется в нормальных пределах (терморегуляция).

Тепло- и терморегуляцией называется свойство организма приспосабливаться к окружающим условиям, сохраняя свою температуру в пределах, необходимых для нормальной жизнедеятельности. При нарушениях температурного режима особое значение имеет состояние относительной влажности воздуха в производственных помещениях. Она установлена в пределах от 50 до 60 %, в холодный и переходный периоды года - не бо-лее75 %. В теплый период года допустимая относительная влажность воздуха должна составлять при температуре 28 °С 55 %, при 24 °С и ниже - 75 %.

Для создания здоровых условий труда важное значение имеет скорость движения воздуха, поскольку является существенным фактором, определяющим микроклимат производственных помещений, особенно в теплый период года. Скорость движения воздуха способствует отдаче организмом тепла во внешнюю среду и ускоряет тем самым испарение влаги с поверхности кожи. Санитарные нормы определяют допустимую скорость движения воздуха в теплый период года от 0,3 до 0,5 м/с, а в холодный - не более 0,3 м/с. Превышение скорости движения воздуха выше нормативной, особенно в холодный период года, способствует возникновению простудных заболеваний.

Для контроля и регулирования метеорологических условий труда на рабочих местах используются различные приборы:

• термометры - для определения температуры воздуха помещений;
• психрометры, гигрометры и гигрографы - для измерения влажности воздуха;
• кататермометры - для определения скорости движения воздуха до 0,5 м/с, анемометры - для определения скорости 0,5 м/с и выше;
• газоанализаторы - для определения содержания в воздушной среде вредных веществ.

Требования санитарии к вентиляции воздуха. Эффективным средством создания оптимального микроклимата в производственных помещениях и на рабочих местах служит вентиляция, предназначенная для воздухообмена:

• нагнетания в помещения чистого воздуха из окружающей среды;
• удаления из производственных помещений загрязненного воздуха, газов, пыли и других производственных вредностей.

По способу воздухообмена вентиляция подразделяется на естественную (рис. 3.1) и искусственную (механическую), а по характеру действия - на общеобменную и местную. Различают также аварийную вентиляцию. При выборе вида вентиляции руководствуются особенностями технологического процесса, характером производственных вредностей, местом их образова

Рис. 3.1. Система естественной вентиляции:

а - вытяжной; б - приточно-вытяжной; 1 - здание; 2 - вытяжные проемы; 3 - приточные проемы (окна); 4 - источник теплоты; 5 - ветер; 6 - дефлектор; 7 - вентиляционные каналы ния, площадью и объемом помещений, временем года и другими факторами.

При механической вентиляции воздухообмен осуществляется с помощью вентилятора:

• вытяжная вентиляция применяется в тех помещениях, где достаточная циркуляция воздуха обеспечивается за счет неплотности закрывания дверей и оконных рам или где люди работают недолго, а из них необходимо удалить значительное количество загрязненного воздуха;
• приточная вентиляция предназначена для подачи в помещения чистого воздуха;
• приточно-вытяжная вентиляция комбинированная.

При оборудовании механической вентиляции особое внимание следует уделять выбору мест расположения приточных и вытяжных отверстий и вытяжные отверстия располагать в местах наибольшего скопления вредных веществ.

Общеобменную вентиляцию применяют для воздухообмена и обеспечения метеорологических условий труда в соответствии с заданными параметрами.

Местная вентиляция предназначена в основном для удаления вредностей (газов, паров и др.) непосредственно у мест их образования, чтобы не допустить их распространения по всему помещению.

Аварийную вентиляцию оборудуют в тех помещениях, где при повреждении оборудования возможно образование значительного количества взрывоопасных и токсических веществ, например в машинных отделениях аммиачных холодильных установок, в помещениях магазинов и складов для хранения химических товаров и нефтепродуктов.

Кондиционирование воздуха является наиболее совершенной системой вентиляции, создающей наиболее благоприятный микроклимат в производственных помещениях и на рабочих местах. Применение кондиционирования воздуха позволяет улучшить условия труда, повысить его эффективность и сохранить здоровье работников торговли.

Кондиционирование предназначено для автоматического поддержания в помещении нормативных показателей температуры, влажности и скорости движения воздуха.

Кондиционеры подразделяются на бытовые, поддерживающие микроклимат в одном отдельно взятом помещении, и центральные (рис. 3.2), которые создают микроклимат во всем здании.

Наружный воздух через заборное устройство /, фильтр 2 для очистки от механических примесей поступает к калориферу 3 первой ступени подогрева или охлаждения воздуха. Затем он идет в камеру распыления воды системой форсунок 4 для дополнительного увлажнения, очистки, охлаждения или подогрева. После этого воздух в калорифере 5 второй ступени приобретает необходимую температуру и влажность и вентилятором 6 по трубопроводу 7 подается в помещение.

Требования санитарии к отоплению. Отопление служит для поддержания в помещениях зданий в холодный период года требуемой температуры воздуха.

Отопительные системы бывают местные и центральные. Местные служат для отопления одного отдельного помещения. Системы центрального отопления обогревают все помещения здания.

Производственные помещения, торговые залы должны быть обеспечены отоплением в соответствии с требованиями СНиПа 2.04.05-86. Отопительные приборы во всех помещениях должны иметь гладкую поверхность и быть доступными для проведения уборки, осмотра и ремонта.

В системах центрального отопления энергия вырабатывается за пределами отапливаемых помещений, а затем распределяется по системе труб между потребителями. Центральное отопление в зависимости от вида теплоносителе бывает водяным, паровым и воздушным. В настоящее время в качестве местного отопления используют газовое и электрическое. При местном отоплении производство тепла и передача его воздуху отапливаемого помещения объединены в одном устройстве, а при центральном генератор и отопительные приборы расположены в разных помещениях.

/ - заборное устройство; 2 - фильтр; 3,5- калориферы; 4 - форсунки; 6 - вентилятор; 7-трубопрвод

Тип отопительного прибора зависит от системы отопления:

• при воздушном отоплении - это калориферы,
• в системах водяного отопления - радиаторы, конвекторы, гладкие и ребристые трубы.

В системах лучистого и панельного отопления функции приборов выполняют стены, потолок и т. д. Отопительные приборы с температурой теплоносителя свыше 100 °С должны быть ограждены во избежание ожогов людей при случайном прикосновении. В системах воздушного отопления нагретый в калориферах воздух подается в отапливаемое помещение по каналам воздуховодов. Системы водяного отопления с температурой воды до 100 °С имеют преимущества по сравнению с другими системами: сравнительно низкую температуру поверхности отопительных приборов, возможность центрального регулирования их теплоотдачи, бесшумность, длительный срок службы, пожаробезопасность. Они нашли широкое применение на предприятиях торговли и общественного питания.

Системы парового отопления имеют высокую температуру поверхности отопительных приборов, в производственных помещениях с постоянным и длительным пребыванием людей их применять не рекомендуется.

В предприятиях общественного питания и продажи продовольственных товаров их применение запрещено, так как осаждающаяся на поверхности отопительных приборов пыль от высокой температуры разлагается с выделением вредных веществ.

Для районов с расчетной температурой наружного воздуха для отопления 15 °С и ниже в тамбурах помещений предприятий общественного питания с количеством мест в залах 100 и более предусматривают сооружение воздушно-тепловых завес.

Тамбуры входов для покупателей в магазинах торговой площадью 150 м 2 и более при расчетной температуре наружного воздуха для холодного периода года 25 °С и ниже должны быть также оборудованы воздушными или воздушно-тепловыми завесами.

К моменту наступления зимы для сохранения тепла рамы окон, форточки, фрамуги и световые фонари должны быть застеклены и промазаны замазкой, а вся система отопления проверена и отремонтирована.

Терморегуляция организма человека. Метеорологические параметры, такие как температура, скорость движения воздуха и относительная влажность, а также тепловое облучение определяют теплообмен человека с окружающей средой и, следовательно, самочувствие человека. Совокупность указанных параметров называется микроклиматом. Параметры микроклимата в природной среде и в производственных условиях могут изменяться в широких пределах. В определенном диапазоне параметров микроклимата имеет место тепловой баланс между тепловыделениями в организме человека и отдачей теплоты в окружающую среду. В условиях теплового баланса имеет место комфортное тепловое самочувствие человека, при которой нагрузка на системы организма человека, поддерживающие его нормальную температуру, минимальна.

Нарушения теплового баланса в ту или иную сторону вызывают в организме человека реакцию, способствующую восстановлению баланса. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания нормальной (36,5 °С) температуры человека называются терморегуляцией (защитный безусловный рефлекс организма человека). Терморегуляция осуществляется различными путями: биохимическим, изменением интенсивности кровообращения и интенсивности выделения пота.

Условия воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме человека и при которых отсутствуют неприятные ощущения и напряженность системы терморегуляции, называют комфортными (оптимальными ) условиями. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом человека и отсутствует напряжение систем терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние челе века нарушается, называются дискомфортными.

Влияние шума и вибраций на организм человека. В торговых и вспомогательных помещениях магазинов и складов в процессе работы механического оборудования, вентиляционных и кондиционирующих установок, холодильных систем возникают шумы - одновременное смешение звуков различной интенсивности и частоты. Шумовой режим рабочей зоны выступает существенным фактором, влияющим на работоспособность.

Для измерения ее уровня принята условная единица - бел (Б). На практике применяется величина, которая в 10 раз меньше бела - децибел (дБ).

Для измерения шума в торговых организациях используют приборы шумомеры. Шум - общебиологический раздражитель, действующий крайне отрицательно на слуховой орган, может привести к расстройству сердечно-сосудистой и нервной систем.

Шум является одной из причин быстрого утомления работающего, способен вызвать головокружение и привести к несчастному случаю.

Вибрация - это колебательный процесс, происходящий в твердых телах. На предприятиях торговли основным источником вибрации служит неисправное оборудование и механизмы, а также вибрационное оборудование. Воздействие вибрации может привести к спазмам сосудов, заболеваниям органов зрения и слуха, нарушить деятельность желудочно-кишечного и мышечного аппарата.

Основными мероприятиями, направленными на уменьшение шума и вибрации в помещениях предприятий торговли являются:

• оптимальная планировка торговых и вспомогательных помещений;
• правильный выбор типов торгово-технологического оборудования, надлежащее его состояние и размещение;
• использование звукоизолирующих конструкций и звукопоглощающих материалов и др.

Требования санитарии к освещению. Качественное освещение в рабочих помещениях является одним из основных условий для нормальной производственной деятельности. При плохом освещении появляются зрительное утомление, общая вялость, которые приводят к снижению не только производительности труда, но и внимания, потере трудоспособности, что может привести к несчастному случаю (травме).

Длительная работа в условиях недостаточной освещенности ведет к ухудшению зрения. Уровень освещения рабочих поверхностей определяется освещенностью, которая характеризуется величиной светового потока, выраженного в люменах (лм), падающего на 1 м 2 освещаемой (рабочей) поверхности, и измеряется в люксах (лк). Освещенность измеряется люксметрами.

Для создания нормальных условий труда освещение торговых помещений должно удовлетворять следующим требованиям:

• давать достаточную освещенность рабочих поверхностей на каждом рабочем месте (обеспечение нормы освещенности);
• обеспечивать равномерность освещения;
• не вызывать слепящего действия, блесткости и изменений яркости в поле зрения работающего;
• не образовывать резких теней на рабочей поверхности обрабатываемых изделий;
• быть экономичным.

Освещение может быть естественным, искусственным и комбинированным. Наиболее благоприятным является естественное освещение. Оно может быть верхним, боковым и комбинированным:

• верхнее освещение - через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания;
• боковое - освещение помещения через световые проемы в наружных стенах;
• комбинированное освещение - это сочетание верхнего и бокового освещения.

Вид естественного освещения выбирается в зависимости от расстановки и габаритов технологического оборудования и размещения рабочих мест в помещении.

Основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения внутри помещения служит коэффициент естественной освещенности (КЕО) - отношение естественной освещенности Е нн, создаваемой в некоторой точке внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной освещенности Е нар, создаваемой открытым небосводом, %:

е = (Е ш /Е нар ут.

При одностороннем боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем - в точке посередине помещения.

Для защиты от слепящего действия солнечных лучей используются жалюзи, шторы и другие устройства, устанавливаемые в световых проемах. Если естественное освещение не обеспечивает норму освещенности, то оно дополняется искусственным освещением. Такое освещение называется совмещенным.

Искусственное освещение. В темное время суток, при неблагоприятных погодных условиях для обеспечения необходимой освещенности на рабочих местах применяется искусственное освещение, т. е. освещение, создаваемое искусственными источниками света. По назначению оно подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и дежурное.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормальной работы предприятия и оптимальных условий зрительной работы во всех помещениях, на открытых участках, а также нормальных осветительных условий для прохода людей и движения транспорта.

По конструктивным особенностям рабочее освещение разделяется на общее, местное и комбинированное.

При общем освещении светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или концентрированно с учетом расположения оборудования и рабочих мест.

Комбинированное освещение - это освещение, создаваемое светильниками общего и местного освещения. Число ламп, требуемое для создания нормативной освещенности, рассчитывается, исходя из количества светильников и ламп в каждом из них.

Аварийное освещение предназначено для обеспечения безопасной работы при аварийном отключении рабочего освещения. Наименьшая освещенность при аварийном освещении должна составлять не менее 5 % освещенности, нормируемой для рабочего общего освещения, но не менее 2 лк внутри здания и 1 лк на территории предприятия.

Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно предусматривается: в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей; в вестибюлях; при числе эвакуирующихся более 50 человек; в основных проходах производственных помещений, в которых работает более 50 человек; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью нанесения травм работающим оборудованием.

Светильники аварийного и эвакуационного освещения присоединяются к электрической сети, не зависящей от сети рабочего освещения, или подпитываются от самостоятельного источника электроэнергии. Светильники аварийного освещения должны отличаться от используемых для рабочего освещения типом, размерами и иметь специальные знаки.

Дежурное освещение предназначено для освещения помещений в нерабочее время. Оно устанавливается на предприятиях с одно-или двухсменным рабочим режимом, а также в нерабочие и праздничные дни. Цель дежурного освещения - обеспечить нормальные условия для служб, выполняющих охранные и контрольные функции. Для дежурного освещения можно использовать часть светильников рабочего, аварийного или эвакуационного освещения.

Светильники состоят из источника света (лампы) и арматуры для его крепления и подвода к нему электроэнергии. Для освещения помещении используются лампы накаливания и газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, дуговые ртутные, металлогалогенные, натриевые и др.). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, надежны, могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур окружающей среды, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, но имеют ряд существенных недостатков. Низкий КПД обусловлен затратой более 80 % потребляемой энергии на выработку теплоты, а не светового потока. Лампы накаливания пожароопасны, так как имеют температуру поверхности стеклянного баллона 250-300 °С.