Лекция 5 1 — 5 2 Микроклимат

Лекция № 5. 1 - 5. 2 Микроклимат на рабочем месте. 1. Микроклимат производственных помещений, его влияние на работающих. 2. Санитарные правила и нормы, определяющие состояние микроклимата на рабочем месте. Принципы положенные в основу нормирования микроклиматических показателей по Сан. Пи. Н 2. 2. 4. 548 – 96. 1

Учебные и вспомогательные цели: научить студентов создавать на рабочем месте оптимальные параметры микроклимата Литература: 1. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Учебник/Б. С. Мастрюков. -М. : издательский центр «Академия» , 2008 2

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. 3

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на 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. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. 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. 4

Основные термины и определения Термин Пояснение 1. Производственные помещения Замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей. 2. Рабочая зона Пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих 3. Рабочее место Место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности 4. Постоянное рабочее место Место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 ч непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона 5. Непостоянное рабочее место Место, на котором работающий находится меньшую часть (менее 50% или менее 2 ч непрерывно) своего 5 рабочего времени

Основные термины и определения 6. Микроклимат Метеорологические условия внутренней среды этих производственных помещений, которые определяются действующими на помещений организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения 7. Оптимальные микроклиматичес кие условия Сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности 8. Допустимые микроклиматичес кие условия Сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение 6 самочувствия и понижение работоспособности

Основные термины и определения 9. Холодный период года Период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10°С и ниже 10. Теплый период года Период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10°С 11. Среднесуточная температура наружного воздуха Средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы 12. Категория работ Разграничение работ по тяжести на основе энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). (Ват) общих Примечание. Характеристику производственных помещений по категориям выполняемых в них работ в зависимости от затраты энергии следует производить в соответствии с ведомственными нормативными документами, согласованными в установленном порядке, исходя из категории работ, выполняемых 50% и более работающих в соответствующем помещении 7

Основные термины и определения 13. Легкие физические работы (категория I) Виды деятельности с расходом энергии не более 150 ккал (174 Вт). Примечание. Легкие физические работы разделаются на категорию Iа - энергозатраты до 120 ккал/ч (139 Вт) и категорию Iб - энергозатраты 121 -150 ккал/ч (140 -174 Вт). . К категории Iа относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п. ). К категории Iб относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п. ) 8

Основные термины и определения 14. Средней Виды деятельности с расходом энергии в пределах 151 -250 тяжести ккал/ч (175 -290 Вт). физические работы (категория II) Примечание. Средней тяжести физические работы разделяют на категорию IIа - энергозатраты от 151 до 200 ккал/ч (175 -232 Вт) и категорию IIб - энергозатраты от 201 до 250 ккал/ч (233290 Вт). К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механо-сборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п. ). К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах 9 машиностроительных и металлургических предприятий и т. п. )

Основные термины и определения 15. Тяжелые Виды деятельности с расходом физические энергии более 250 ккал/ч (290 Вт) работы (категория III) Примечание. К категории III относятся работы, связанные с постоянными перемещениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и 10 металлургических предприятий и т. п. )

Параметры - температура, скорость движения воздуха, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха получили название параметров микроклимата. Каким параметрам должны отвечать рабочие места? Нормирование параметров микроклимата Микроклимат на рабочем месте характеризуется: - температура (t С); - относительная влажность ( %); - скорость движения воздуха на рабочем месте (V м/с); - интенсивность теплового излучения (W Вт/м 2 ); - барометрическое давление (Р мм. рт. ст. ) (не нормируется) 11

28 Нормирование микроклимата Климатические факторы действуют на человека комплексно. В то же время установлены комфортные значения для каждого фактора: Температура воздуха 20 - 23 0 С. Относительная влажность 40 - 60 %. Скорость движения воздуха для лёгкой работы 0, 2 0, 4 м/с.

В соответствии с ГОСТ 12. 1. 005 -88 «Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны» нормируемые параметры микроклимата подразделяются на оптимальные и допустимые. Оптимальные параметры микроклимата такое сочетание температуры, относительной влажности и скорости воздуха, которое при длительном и систематическом воздействии не вызывает отклонений в состоянии человека. T = 22 - 24 С, = 40 - 60 %, V 0, 2 м/с. Допустимые параметры микроклимата такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном воздействии вызывает приходящее и быстро нормализующееся изменение в состоянии работающего. T = 22 - 27 С, 75 %, V = 0, 2 -0, 5 м/с 13

Для определения нормы микроклимата на рабочем месте, необходимо знать 2 фактора: - период года (теплый, холодный) - + 10 С граница. - категория выполняемой работы, которая подразделяется в зависимости от энергозатрат: легкая; средней тяжести; тяжелая. 14

Оптимальные и допустимые нормы температуры воздуха в рабочей зоне производственных помещений Температура, °С оптималь ная Период года Категория работ допустимая верхняя граница нижняя граница на рабочих местах постоянн непостоянн ых ых Легкая - Iа 28 30 22 20 Легкая - Iб Теплый 23 -25 22 -24 28 30 21 19 Средней тяжести - IIа 21 -23 27 29 18 17 Средней тяжести - IIб 20 -22 27 29 16 15 Тяжелая - III 18 -20 26 28 15 13 15

Оптимальные и допустимые нормы температуры воздуха в рабочей зоне производственных помещений Температура, °С оптималь ная Период года Категория работ допустимая верхняя граница нижняя граница на рабочих местах постоянн непостоянн ых ых Легкая - Iа 25 26 21 18 Легкая - Iб Холодны й 22 -24 21 -23 24 25 20 17 Средней тяжести IIа 18 -20 23 24 17 15 Средней тяжести IIб 17 -19 21 23 15 13 Тяжелая III 16 -18 19 20 13 12 16

Оптимальные и допустимые нормы относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений Относительная влажность, % оптимальная Период года Скорость движения, м/с оптимальная, допустимая на рабочих местах Категория работ допустимая на не более рабочих постоянных и местах непостоянных, не более постоянных и непостоянных * Легкая - Iа 75 0, 1 Не более 0, 1 Легкая - Iб Холодный 40 -60 75 0, 1 Не более 0, 2 Средней тяжести - IIа 40 -60 75 0, 2 Не более 0, 3 Средней тяжести - IIб 40 -60 75 0, 2 Не более 0, 4 Тяжелая - III 40 -60 75 0, 3 Не более 0, 5 17

Оптимальные и допустимые нормы относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений Относительная влажность, % оптималь ная Период года Скорость движения, м/с Оптималь ная, допустимая на рабочих местах Категория работ допустимая на не более рабочих постоянных и местах непостоянных, не более постоянных и непостоянных* Легкая - Iа 55 (при 28°С) 0, 1 -0, 2 Легкая - Iб Теплый 40 -60 60 (при 27°С) 0, 2 0, 1 -0, 3 Средней тяжести - IIа 40 -60 65 (при 26°С) 0, 3 0, 2 -0, 4 Средней тяжести - IIб 40 -60 70 (при 25°С) 0, 3 0, 2 -0, 5 Тяжелая - III 40 -60 75 (при 24°С) 0, 4 0, 2 -0, 6 18

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в помещениях жилых зданий Температура воздуха, °С Наименование помещений Оптималь ная Допу стим ая Результирующа я температура, °С Относительна я влажность, % Оптима льная Оптим альна я Допус тимая Оптим альная Допус тимая Допуст имая Скорость движения воздуха, м/с Холодный период года Жилая комната 20 -22 18 -24 19 -20 17 -23 45 -30 60 0, 15 0, 2 То же, в районах наиболее холодной пятидневки (минус 31°С и ниже) 21 -23 20 -24 20 -22 19 -23 45 -30 60 0, 15 0, 2 Кухня 19 -21 18 -26 18 -20 17 -25 Н/Н* Н/Н 0, 15 0, 2 Туалет 19 -21 18 -26 18 -20 17 -25 Н/Н* Н/Н 0, 15 0, 2 Ванная, совмещенный санузел 24 -26 18 -26 23 -27 17 -26 Н/Н* Н/Н 0, 15 0, 2 Межквартирный коридор 18 -20 16 -22 17 -19 15 -21 45 -30 60 0, 15 0, 2 Вестибюль, лестничная клетка 16 -18 14 -20 15 -17 13 -19 Н/Н 0, 2 0, 3 Кладовые 16 -18 12 -22 15 -17 11 -21 Н/Н Н/Н Тёплый период года * Не нормируется. 19

Требования к измерениям параметров микроклимата Измерения показателей микроклимата должны проводиться в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, измерения необходимо проводить также при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих, имеющих место в течение рабочей смены. Измеренные величины показателей микроклимата должны соответствовать нормативным требованиям. 20

Требования к измерениям параметров микроклимата Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют: на высоте, 1, 0 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1, 5 м - при работах, выполняемых стоя. Измерения проводят как на постоянных, так и на непостоянных рабочих местах при их минимальном и максимальном удалении от источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т. д. ). В помещениях с большой плотностью рабочих мест, при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения, участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха распределяются равномерно по всему помещению 21

Приборы контроля параметров воздушной среды: • Термометр (температура); • Психрометр (относительная влажность); • Анемометр (скорость движения воздуха); • Актинометр (интенсивность теплового излучения). 22

Приборы контроля параметров воздушной среды: Температуру и относительную влажность воздуха следует измерять аспирационными психрометрами. При отсутствии в местах измерения источников тепла температуру и относительную влажность воздуха можно измерять психрометрами типа ПБУ-1 М, суточными и недельными термографами и гигрографами при условии сравнения их показаний с показаниями аспирационного психрометра. 23

Приборы контроля параметров воздушной среды: Скорость движения воздуха измеряют анемометрами ротационного действия (чашечные, крыльчатые анемометры). Малые величины скорости движения воздуха (менее 0, 3 м/с), особенно при наличии разнонаправленных потоков, измеряют электроанемометрами, а также цилиндрическими и шаровыми кататермометрами и т. п. Тепловое облучение, температуру поверхностей ограждающих конструкций (стен, пола, потолка) или устройств (экранов и т. п. ), наружных поверхностей технологического оборудования или его ограждающих устройств следует измерять приборами типа актинометров, болометров, электротермометров и т. п. Характеристика некоторых приведена на след. Слайде: 24

Приборы контроля параметров микроклимата № Наименование Краткая техническая характеристика пп (тип) прибора, пределы изм. , питание Масса устройства производит кг. , ед. изм. Назначение Психрометры аспирационные 1 МВ-4 М -30 - 50°С; 10 - 100% автономн 1, 1 меха н. руч Измерение температуры и влажности воздуха 2 М-34 -30 - 50°С; 10 -100% Эс - 220 В; 50 Гц 1, 2 То же 3 ПБУ-1 М 0 - 45°С 40 - 80% авт. , мр 0, 35 То же 4 Тип 452 авт. 0, 5 Измерение температуры, влажности и скорости движения 25 воздуха

Приборы контроля параметров микроклимата Анемометры 1 Крыльчатый АСО-3 0, 3 - 5, 0 м/с авт. , мр 0, 45 Измерение скорости движения воздуха 2 Крыльчатый АП-1 м 0, 5 - 40 м/с авт. 1, 0 То же 3 Чашечный МС- 1, 0 - 30 м/с 13 авт. , мр 1, 0 То же 4 Кататермометр 0, 05 - 2, 0 м/с шаровой авт. , мр 0, 05 То же 5 Термоанемоме тр ТАМ-1 авт. бата 0, 9 рея 0, 1 - 2, 0 м/с То же 26

Приборы контроля параметров микроклимата Актиномeтpы 1 Инспекторский 350 -14000 Вт/м 2; 0, 5 - 20 кал/см 2 мин авт. , мр 1, 0 Измерение теплового облучения 2 Средство измерений интенсивности теплового облучения ИМО-5 10 - 7000 Вт/м 2 авт. , б 1, 9 То же 3 Многоканальный универсальный радиометр фотометр "Аргус" 0, 001 - 2000 Вт/м 2 авт. , б 0, 8 Энергетическая освещенность (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение) Освещенность Яркость Коэффициент пульсации 1 – 200000 лк 1 - 200000 кд/м 2 1 - 100 27

Приборы контроля параметров микроклимата Шаровой термометр 1 Шаровой термометр тип 90 0 - 50°С 30 - 100°С 2 Микротермометр 10 - 40 °С МТ-57 М авт. , мр - Оценка совместного действия параметров микроклимата(температу ра, скорость движения воздуха, тепловое излучение). ТНС-индекс авт. , б Определение температуры поверхности 2, 0 28

Измеритель параметров микроклимата «Метеоскоп» 29

«Метеоскоп» предназначен для проведения измерений параметров воздушной среды (температуры, относительной влажности, давления, скорости движения воздуха) при гигиенической оценке микроклимата всех видов производственных и жилых помещений. Измеритель используется в работе лабораторий по аттестации рабочих мест и контроля соблюдения нормативных требований (Сан. Пи. Н 2. 2. 4. 548 -96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений", ГОСТ 12. 1. 005 -88 "ССБТ. Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны", ГОСТ 30494 -96 "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях", СНи. П 2. 04. 05 "Отопление, вентиляция и кондиционирование") к параметрам микроклимата при проведении производственного и технологического контроля, аттестации рабочих мест на объектах народного хозяйства промышленных предприятиях, в том числе в металлургической, угольной, нефтяной, газовой и химической промышленности, а также экологического контроля объектов коммунальной гигиены. По дополнительному соглашению в комплект поставки измерителя «Метеоскоп» может быть включен шаровой термометр для измерения интенсивности теплового облучения. 30

31 Измерение температуры Для измерения температуры воздуха используют термометры технические стеклянные (ртутные, спиртовые), термоанемометры, термографы, портативные цифровые термометры. Из технических стеклянных термометров наиболее распространены ртутные. Недостатком этих термометров является значительное время (3 - 4 мин), затрачиваемое на измерение. С помощью термоанемометров производится измерение температуры в точке за несколько секунд; они также измеряют скорость движения воздуха. Для непрерывных наблюдений за температурой применяют термографы. В настоящее время выпускаются портативные цифровые термометры: ИТ-5, ИТ-6.

32 Современные термометры

33 Термометр контактный ТК-5 Термометр электронный ЭТТ-У Термометр ЭТСП

34 Измерение скорости движения воздуха может быть произведено анемометрами: крыльчатым, чашечным, тепловым. Анемометры бывают механические и электронные. Крыльчатый анемометр предназначен для измерения скорости воздушного потока 0, 3 - 5 м/с, а чашечный - от 5 до 20 м/с. Чашечный анемометр служит в основном для измерения подачи вентиляционных систем и скоростей ветра. Малые скорости движения воздуха (менее 0, 5 м/с) измеряют кататермометрами (тепловыми анемометрами).

35 Приборы для измерения скорости движения воздуха а - крыльчатый анемометр; б - чашечный анемометр; в - кататермометр; 1 - вертушка; 2 - шкала показаний.

36 Измерение относительной влажности Для измерения относительной влажности используют: - настольный гигрометр; - стационарный психрометр Августа; - аспирационный психрометр Ассмана; - современные гигрометры (ВИТ-1, 2; ТКА-ТВ и др. ). Принцип действия психрометра Ассмана основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Перед измерениями один из термометров смачивается и заводится пружина вентилятора. Показания смоченного термометра будут меньше, так как он охлаждается вследствие испарения воды. Относительная влажность определяется на основании показаний сухого и смоченного термометров по психрометрическому графику.

37

38 Современные приборы для измерения климатических параметров

39 Улучшение микроклимата достигается: В холодный период года применением теплоизолирующих материалов и систем отопления. В тёплый период года использованием вентиляции и систем кондиционирования воздуха (СКВ). Системы отопления делят на: паровые; водяные; воздушные; электрические; топливные. Цель отопления - компенсировать потери теплоты. Вентиляция по способу перемещения воздуха делится на: естественную; искусственную; смешанную. Назначение вентиляции - это поглощение избыточной теплоты или нагревание воздуха.

40 Системы отопления Потери теплоты в помещении Qп складываются из потерь на ограждениях Qогр. и на остеклении Qост. . Система отопления должна теплопроизводительность не меньше, чем величина теплопотерь. где Fогр. , Fост. - площадь ограждений и остекления, м 2; Когр. , Кост. - коэффициенты теплопередачи, вт/(м 2*град. ); tвн. , tнар. - температура внутреннего и наружного воздуха, 0 С. иметь

41 Естественная вентиляция осуществляется гравитационным давлением за счёт разности плотностей холодного и тёплого воздуха, а также ветровым напором. Организованная естественная вентиляция - аэрация Естественная вентиляция дефлекторами а б Скорость ветра а - работает на приток; б - эжекционный, работает на вытяжку

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

4 3 Искусственная вентиляция При искусственной вентиляции воздух подаётся осевыми или центробежными (радиальными) вентиляторами. Вентилятор характеризуется: Производительность вентилятора определяется: Производительностью (подачей) L, м 3/ч. Развиваемым давлением p, Па. Электрической мощностью N, квт. Коэффициентом полезного действия где η. F - площадь сечения вентиляционного патрубка, м 2; V - скорость движения воздуха, м/с. Осевые вентиляторы применяют, когда требуется получить значительную производительность, а центробежные - для

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

Системы искусственной вентиляции: • • • общеобменные. местные. смешанные. аварийные. системы кондиционирования. 45

Общеобменная - для удаления избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Применяется, если вредные выделения поступают в воздух помещения, а рабочие места не фиксированы, и располагаются по всему помещению. По способу подачи и удаления воздуха: - приточная; - вытяжная; - приточно-вытяжная; - системы с рециркуляцией. 46

Аварийная - в тех производственных помещениях, где возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Смешанная - сочетание местной и общеобменной вентиляции. Местная удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Общеобменная удаляет вредные вещества проникающие в помещение через неплотности. Местная - необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. 47

48 Рис. Местная приточная вентиляция - воздушное душирование

Кондиционирование воздуха - его автоматическая обработка специальными установками (кондиционерами) с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий, независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. q q q 49 Кондиционер, в зависимости от: времени года, наружных метеорологических условий характера технологического процесса автоматически регулирует: температуру воздуха, его относительную влажность скорость подачи воздуха в помещение.

50 Система кондиционирования воздуха (СКВ) СКВ обеспечивает для человека оптимальный микроклимат 1 2 3 4 5 6 Наружный воздух Рис. Схема кондиционера 1 – вентилятор; 2 – увлажнитель; 3 – калорифер второй ступени; 4 – охладитель; 5 – калорифер первой ступени; 6 – воздушный фильтр. В режиме охлаждения воздух охлаждается и осушается (4, 3) В режиме отопления воздух нагревается и увлажняется (5, 2)