Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра Техносферная безопасность

• Название: Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра Техносферная безопасность
• Дата: 11.05.2023
• Размер: 4.84 Mb.
• Имя файла: laboratornye-dlya-tb-1.docx
• Тип: Методические указания; #1122409
• страница: 2 из 30

Лабораторная работа 1. Исследование параметров микроклимата в производственных помещениях

1. Теоретическая часть

1. Параметры микроклимата. Термины и определения

Производственные помещения – замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятель- ность людей.

Рабочее место – участок помещения, на котором в течение рабочей сме- ны или части ее осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом может являться несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом считается вся площадь помещения.

Рабочее место постоянное – место, на котором работник находится большую часть своего рабочего времени (более 50 % или более двух часов непрерывно).

Под микроклиматом производственных помещений понимается климат окружающей человека внутренней среды этих помещений. Микроклимат – комплекс физических факторов производственной среды, которые оказывают преимущественное действие на теплообмен организма с окружающей средой.

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» [1], параметрами, характери- зующими микроклимат являются:

• 
  температура воздуха;
  
• 
  относительная влажность воздуха;
  
• 
  скорость движения воздуха;
  
• 
  температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ог- раждающих конструкций – стен, потолка, пола, устройств – экраны и т. п., а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);
  
• 
  интенсивность теплового излучения.
  

Дополнительно воздушную среду характеризует барометрическое давление. Единицы измерения показателей микроклимата: температура воздуха и поверхностей – градусы Цельсия (°С); относительная влажность – %; скорость

движения воздуха (подвижность) – метры в секунду (м/с); интенсивность теп- лового излучения – ватт на квадратный метр (Вт/м²). Барометрическое давление измеряют в паскалях или килопаскалях (Па, КПа).

Температура воздуха является одним из основных параметров, характе- ризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей учи- тывается, если рабочее место расположено на расстоянии ≤ 2 м.

Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара – может быть абсолютной, максимальной и относительной. Абсолютная влажность – массо- вое количество водяных паров, находящихся в 1 м³ воздуха, выражаемое в граммах (г/м³).

Максимальная влажность есть масса влаги, полностью насыщающей воздух при данной температуре.

Относительная влажность – это отношение фактической массы водяно- го пара, содержащегося в воздухе, к максимально возможной (насыщающей) массе его в данном объеме воздуха при данной температуре, выраженное в процентах. Разница между максимальной и абсолютной влажностью определя- ется как дефицит насыщения.

В производственных помещениях влажность воздуха может сильно изме- няться в зависимости от характера технологического процесса. В ряде произ- водств, где имеются источники влаговыделений (открытые емкости с водой или водными, растворами, особенно в горячем состоянии) относительная влажность воздуха достигает высокого уровня 80–100 %. К таким производствам относят- ся красильно-отделочные цехи текстильной промышленности, гальванические цехи в машиностроении, ряд цехов кожевенного и бумажного производств и также большинство подземных помещений горных выработок. Понижена влажность воздуха в областях с резким континентальным климатом сухой суб- тропической зоны.

Скорость движения воздуха. Движение воздуха в производственных по- мещениях создается конвекционными потоками в результате неравномерного нагревания воздушных масс от источников тепловыделений, приточными струями вентиляционных систем, сквозняками.

Тепловое излучение – это электромагнитное излучение, обладающее вол- новыми и квантовыми свойствами. В производственных условиях встречается в диапазоне волн от 100 нм до 500 мкм. Инфракрасные лучи имеют длину волн 500…0,76 мкм; видимая часть 760…400 нм и ультрафиолетовые лучи 400…100 нм.

Инфракрасная область условно делится на длинноволновую – более 3 мкм, средневолновую – 1,5…3 мкм и коротковолновую – менее 1,4 мкм.

Интенсивность теплового облучения при оценке микроклимата учитыва- ются только при наличии соответствующих источников тепловыделений.

Дополнительный показатель – тепловая нагрузка среды (ТНС) – сочетан- ное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное по- казателем в градусах Цельсия (°С) определяют, если на рабочем месте темпера- тура воздуха выше допустимой по санитарным нормам. Микроклимат в поме- щении может меняться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.

Условия микроклимата в помещениях зависят от ряда факторов:

• 
  климатического пояса и сезона года;
  
• 
  характера технологического процесса и вида используемого оборудования;
  
• 
  условий воздухообмена;
  
• 
  размеров помещения;
  
• 
  числа работающих людей и т. п.
  

Одним из основных видов взаимодействия организма человека и окру- жающей его среды является теплообмен.

Независимо от состояния микроклимата, температура тела здорового чело- века остается примерно постоянной 36,5…36,9°С с небольшими суточными ко- лебаниями в пределах 0,7°С за счет процесса терморегуляцииорганизма, незави- симо от того, какая среда окружает человека (охлаждающая или нагревающая).

В целом терморегуляция подразделяется на химическую (регуляция ин- тенсивности теплообразования в организме) и физическую (теплообмен орга- низма с окружающей средой)

Все виды энергии внутри организма человека переходят в тепловую энер- гию. При употреблении пищи тепловая энергия является результатом распада в органах пищеварения человека белков, жиров и углеводов, тепловая энергия образуется в результате работы мышц.

При выполнении тяжелой физической работы человек, как правило, за- трачивает работу в объеме свыше 290 Вт, которая частично выделяется в виде тепловой энергии в окружающую среду.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с ок- ружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в ор-

ганизме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений – холода или перегрева.

Человек выделяет тепло в окружающую среду, в основном, через кожу и дыхание. Передача тепла во внешнюю среду с поверхности тела происходит путем конвекции окружающего воздушного слоя, теплового излучения и за счет испарения влаги. В условиях метеорологического комфорта теплоотдача излу- чением составляет в среднем 44…59 %, конвекцией – 14…33 %, испарением – 22…29 %.

Конвекция представляет собой процесс переноса тепла от предмета, ок- руженного жидкой или газообразной средой, в окружающую среду. Поток теп- ла идет от более теплых к более холодным участкам среды. Если температура воздуха выше температуры тела, тепло от окружающей среды будет переда- ваться телу. Когда тело окружено неподвижным воздухом, от кожи отходит те- плый воздух, переходя в окружающее пространство, переносит при этом как молекулы воздуха, так и тепловую энергию.

Такой процесс называется свободной конвекцией. Если окружающий воз- дух при этом движется, то такой процесс называется принудительной конвек- цией. Этим объясняется, что при сильном ветре температура воздуха ощущает- ся более низкой, чем в действительности. Таким образом, на конвективную те- плоотдачу значительное влияние оказывает температура и подвижность возду- ха (рост температуры воздуха снижает интенсивность теплоотдачи, а увеличе- ние подвижности воздуха интенсифицирует ее).

Излучение тепла происходит в форме электромагнитных волн (инфра- красное излучение). Тепло при этом передается не воздуху, а предметам (на- пример, стенам, полу, оборудованию), температура которых меньше темпера- туры тела человека. Если температура окружающих предметов выше темпера- туры тела человека, то процесс идет в обратном направлении. На теплоотдачу излучением решающее влияние оказывает температура окружающих человека предметов.

Испарение воды (пота) с поверхности тела охлаждает поверхность вслед- ствие затраты энергии на переход жидкости в газообразное состояние. Почти в любых условиях окружающей среды вода непрерывно испаряется с поверхно- сти тела и составляет важный механизм теплоотдачи. На испарительную тепло-

отдачу значительное влияние оказывают относительная влажность и подвиж- ность воздуха (рост относительной влажности воздуха снижает интенсивность теплоотдачи, а увеличение подвижности воздуха интенсифицирует ее).

При температуре воздуха и ограждений, равной температуре тела, тепло- отдача излучением и конвекцией практически теряет свое значение и единст- венным путем теплоотдачи становится испарение пота. При температуре воз- духа, равной 32…33 °С, испаряется до 5…6 л пота за смену, а в «горячих це- хах» – до 10…12 л за смену.

Определенное значение для теплообмена организма имеют и теплопотери через органы дыхания, происходящие за счет нагревания вдыхаемого воздуха и испарения влаги с поверхности дыхательных путей. Увеличение теплопотерь тем больше, чем ниже температура вдыхаемого воздуха и чем больше объем легочной вентиляции.

Состояние организма, при котором количество образовавшегося в нем тепла равно количеству тепла, выделенного во внешнюю среду за тот же промежуток времени, называют состоянием теплового равновесия. Такое со- стояние организма является наиболее благоприятным для его жизнедеятель- ности.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности челове- ка является обеспечение в помещениях нормальных метеорологических усло- вий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

Работник выполняет свою работу в холодный и теплый периоды года.

Холодный период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной плюс 10 °С и ниже.

Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше плюс 10 °С.

Среднесуточная температура наружного воздуха – средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологиче- ской службы, можно среднесуточную температуру наружного воздуха опреде- лить по СП 131.13330 «Строительная климатология» [2].

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 [1] микроклимат на рабочих местах может быть допустимым и оптимальным, когда в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой человек не ощущает беспокоящих его тепловых ощуще- ний – холода или перегрева.

В отдельных случаях на рабочих местах наблюдается нагревающий или охлаждающий микроклимат.

Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата (тем- пература воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеется нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (0,87 кДж/кг) и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота (> 30 %) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных тепловых ощущений (слегка тепло, тепло, жарко).

Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеется изменение теплообмена организма, приводящее к образова- нию общего или локального дефицита тепла в организме ниже верхней грани- цы оптимальной величины (0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры

«ядра» и/или «оболочки» тела (температура «ядра» и «оболочки» тела – соот- ветственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).

Все выполняемые работником работы разграничиваются согласно СанПиН 2.2.4.548-96 [1] на категории на основе интенсивности общих энерго- затрат организма в ккал/ч (Вт).