Для выполнения любой работы человек затрачивает энергию. В зависимости от интенсивности энергозатрат все работы подразделяются на три категории, которые измеряются в ккал/ч (Вт).
К категории I а относятся работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением
К категории I б относятся работы с интенсивностью энерготрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт) производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением
К категории II а относятся работы с интенсивностью энерготрат 151-200 ккал/ч (175-232Вт) связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения
К категории II б относятся работы с интенсивностью энерготрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением
К категории III относятся работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий
Нормальная жизнедеятельность человека возможна только в условиях поддержания внутри организма определенной величины температуры, влаги и других компонентов. Температура тела человека в норме равна (36,5±0,5оС). Достигается она за счет терморегуляции, которая осуществляется внутренними процессами, происходящими в организме и за счет теплообмена с климатическими параметрами окружающей среды. Любое помещение характеризуется показателями микроклимата, к которым относятся:
температура, оС;
относительная влажность воздуха (ОВВ), %;
скорость движения воздуха, м/с;
интенсивность теплового излучения, Вт/м2;
температура поверхностей всех предметов, находящихся в помещении,°С.
Микроклимат в производственных помещениях зависит от технологических процессов, внешних погодных условий, работы отопительной системы, герметичности и является важной характеристикой гигиенических условий труда.
Для каждого организма есть диапазон оптимальных температур, при которых наиболее эффективна активность его жизненных процессов При температурах выше или ниже оптимальных скорость биохимических реакций в организме снижается или резко увеличивается или вообще нарушается, что приводит к замедлению или резкому увеличению процессов жизнедеятельнос-ти или даже к гибели организма
При низких температурах окружающего воздуха кровеносные сосуды сужаются, скорость протекания крови замедляется и отдача тепла уменьшается.
При пониженных температурах и интенсивном движении воздуха может происходить переохлаждение тела, в результате чего возникают простудные заболевания, обморожения и др. Холодный и влажный воздух обладает хорошей теплопроводностью, поэтому человека, попавшего в такие условия, одежда не защищает от холода и возможного переохлаждения. В холодной и сухой атмосфере охлаждение организмов протекает менее интенсивно, поскольку теплопроводность сухого воздуха меньше, чем влажного.
При высокой температуре воздуха и тепловом облучении кровеносные сосуды поверхности тела расширяются: при этом происходит перемещение крови в организме к поверхности кожи. Вследствие такого перераспределения крови теплоотдача с поверхности тела значительно увеличивается.. В сухой и жаркой атмосфере испарение с поверхности тела организма усиливается и, следовательно возможна его терморегуляция. Во влажном и жарком воздухе испарение с поверхности тела живых организмов не происходит, и это приводит к перегреву тела до температуры воздуха, что при высокой температуре может привести к смертельному исходу. При температурах в пределах критической возможен перегрев организма, что выражается в виде утомления, затрудняется отдача тепла путем испарения пота, нарушается терморегуляция организма, что ведет к тяжелым последствиям: головокружению, болезненным судорогам, особенно в икроножных мышцах, потере сознания, тепловому удару.
В производственной обстановке человек должен иметь нормальный теплообмен с окружающей средой, т. е. количество теплоты, которое вырабатывает организм в единицу времени, должно быть равно количеству теплоты, отведенного от него в окружающую среду. Только в этом случае комплекс метеорологических факторов воспринимается человеком как ощущение теплового комфорта.
Для исключения негативного воздействия микроклимата в производственном помещении разработаны санитарные нормы, которыми утверждены оптимальные и допустимые величины микроклиматических условий, которые позволяют человеку выполнять работу без причинения вреда для своего здоровья (Табл П 1; П 2; П 3).
Отечественными и зарубежными гигиенистами установлено, что при значительном отклонении одного из параметров микроклимата от оптимальных, можно подобрать такое сочетание остальных, при котором охлаждающий эффект окружающего воздуха будет эквивалентным оптимальному. Например, при высокой температуре можно увеличить скорость движения воздуха и за счет этого усилить охлаждающий эффект окружающего воздуха до оптимальных пределов. Такого же результата можно добиться понижением влажности, но в этом случае охлаждение организма увеличится за счет испарения пота с поверхности тела человека.
Измерения относительной влажности воздуха производят психрометрами Эти приборы представляют блок спаренных термометров (рис. 2). Шарик одного из термометров (правого) обернут тканью, смоченной в воде. При испарении воды затрачивается теплота, поэтому температура смоченного термометра ниже, чем сухого. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем больше разность показаний сухого и мокрого термометра. По температуре сухого и смоченного термометров (разности их показаний), пользуясь номограммой (рис. 3), определяют относительную влажность воздуха. 
А б
Рис. 2. Психрометры: а – психрометр Августа; б – аспирационный психрометр Ассмана
1- термометр «влажный»; 2 – термометр «сухой»; 3 – воздушный канал (воздуховод);
4 – головка с вентилятором.
Рис. 3. Номограмма для определения относительной влажности воздуха по показаниям аспирационного психрометра.
Действующими в России нормами [1] для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС).
Значения ТНС – индекса не должны выходить за пределы диапазонов, приведённых в табл. 2
Таблица 2
Рекомендуемые величины интегрального показателя тепловой нагрузки среды
(ТНС-индекса)
| Категории работ по уровню энерготрат | Величины интегрального показателя, °С |
| I а (до 139) Iб (140-174) Iiа (175-232) Iiб (233-290) III (более 290) | 22,2–26,4 21,5–25,8 20,5–25,1 19,5–23,9 18,0–21,8 |
ТНС-индекс определяют на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра и температуры, измеренной внутри зачерненного шара. Зачерненный шар имеет диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95.
ТНС-индекс рассчитывают по уравнению
ТНС = 0,7 tвл+0,3 tш.. (1)
где tвл – температура смоченного термометра аспирационного психрометра
tш.. – температура, измеренная внутри зачерненного шара
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше или ниже допустимых величин регламентируется санитарными правилами [1] (Табл. 3 и 4).
Таблица 3
Время пребывания на рабочих местах
при температуре воздуха выше допустимых величин
| Температура на рабочем месте, °С | Время пребывания, не более, при категориях работ, ч | ||
| Ia–Iб | Iia-Iiб | III | |
| 32,5 | - | - | |
| 32,0 | - | - | |
| 31,5 | 2,5 | - | |
| 31,0 | - | ||
| 30,5 | 2,5 | ||
| 30,0 | |||
| 29,5 | 5,5 | 2,5 | |
| 29,0 | |||
| 28,5 | 5,5 | ||
| 28,0 | |||
| 27,5 | - | 5,5 | |
| 27,0 | - | ||
| 26,5 | - | - | |
| 26,0 | - | - |
Таблица 4
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха
ниже допустимых величин
| Температура на рабочем месте, °С | Время пребывания, не более, при категориях работ, ч | ||||
| Iа | Iб | Iia | Iiб | III | |
| - | - | - | - | ||
| - | - | - | - | ||
| - | - | - | |||
| - | - | - | |||
| - | - | ||||
| - | - | ||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | - | ||||
| - | - | ||||
| - | - | - | |||
| - | - | - | |||
| - | - | - | - |
Задания для выполнения
1. Исходя из величин температур сухого, влажного термометра и зачернен-
ного шара (табл. 5), согласно варианту работы, соответствующему последней
цифре номера зачетной книжки определите ОВВ по (рис. 3) и ТНС индекс по формуле 1.
Таблица 5
ОВВ и ТНС индекс помещений
| № варианта | Температура сухого термометра, °С | Температура влажного термометра, °С | ОВВ, % | Температура зачерненного шара, °С | ТНС, °С |
| 20,2 | 25,5 | ||||
| 17,5 | |||||
| 15,5 | 20,5 | ||||
| 14,5 | |||||
| 13,5 | 18,5 | ||||
| 12,8 | 17,2 | ||||
| 9,8 | |||||
| 23,3 | 28,5 | ||||
| 25,2 | 30,8 |
2 Данные по ОВВ и ТНС перенесите из табл. 5 в табл. 6. Продолжайте
работу по вариантам Исходя из вида выполняемой работы (табл. 6), определите ее категорию по уровню энергозатрат и внесите в табл. 6
Таблица 6
Виды выполняемых работ и параметры микроклимата
| № варианта | Выполняемая работа | Категория работ | Темпе ратура воздуха по мещения, °С | ОВВ, % | Ско рость движе ния воздуха, м/с | Время пребывания на раб месте, час | ТНС оС | Соот ветст вие НД |
| Работа за компьютером | 24 лето | 0,1 | ||||||
| Работа студентов на лекциях | 23 лето | 0,2 | ||||||
| Работа студентов при выпол- нении экспериментов в лаборатории БЖД | 20 зима | 0,2 | ||||||
| Работа живописца | 18 зима | 0,2 | ||||||
| Работа скульптора | 17 зима | 0,3 | ||||||
| Работа по перемещению материалов для изготовления скульптур | 16 зима | 0,3 | ||||||
| Изготовление кованых металлических изделий | 15 зима | 0,1 | ||||||
| Изготовление гончарных изделий | 12 зима | 0,3 | ||||||
| Изготовление гравюр | 26 лето | 0,4 | ||||||
| Изготовление рекламных плакатов | 28 лето | 0,3 |
3. В табл 7 из табл. П 1, П 2 и П 3 приложения1 и табл. 2; 3; 4 перенесите нормативные данные параметров микроклимата для определенной вами категории работ.
Таблица 7
Требования НД по условиям микроклимата и времени пребывания на рабочих местах для определенных видов работ
| Категория работ | Температура воздуха, °С | Относительная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с | ТНС °С | Время пребывания в помещении, час | |||
| опти- мальная | допус- тимая | опти- мальная | допус- тимая | опти- мальная | допус- тимая | |||
4.. Сравните результаты табл 6 и данные табл 7. Определите соответствие параметров микроклимата и времени пребывания на рабочих местах для выбранного вида работ требованиям НД.
5. Полученные результаты внесите в табл 6
6. Сделайте заключение и напишите вывод о соответствии требованиям
НД условий для выполнения работ обозначенных в табл. 6
Внесите собственные предложения
Укажите методы обеспечения нормируемых параметров микроклимата
(отопление, аэрация, вентиляция, кондиционирование), обоснуйте необходи-
мость их применения, дайте им краткую характеристику
Кондиционеры в помещениях
Наиболее совершенный вид поддержания параметров микроклимата – кондиционирование. С помощью кондиционеров заранее задаются, а затем поддерживаются параметры микроклимата, необходимые для данного помещения: температура воздуха, его относительная влажность и скорость движения воздуха. Кроме этого с помощью кондиционера производят ионизацию воздуха, дезодорацию, озонирование и др.
Основной характеристикой любого кондиционера является его мощность (точнее, мощность охлаждения). Точный расчет мощности кондиционера очень важен. Недостаточная мощность может проявляться тем, что в жаркую погоду будет отрицательно влиять на работу персонала и оборудования вследствие недостаточного охлаждения помещения. Избыточная мощность создает сильный поток холодного воздуха, может стать причиной простудных заболеваний работников. Кроме этого кондиционер будет чаще включаться и выключаться, что приведет к повышенному износу компрессора, и стоить он будет дороже.
Ориентировочная мощность бытового кондиционера Q определяется по формуле
Q = Q тп + Q тв, (1)
где Q тп – теплопритоки, Вт;
Q тп = S • h • k,(2)
где S – площадь помещения, м2;
h – высота помещения, м;
k – коэффициент, равный 30–40 Вт/м3; для помещения, в которое попадает много солнечного света, k = 40 Вт/м3; для затененного помещения k = 30 Вт/м3; при средней освещенности k = 35 Вт/м3;
Q тв – тепловыделения, Вт,
Q тв = q л + q пр, (3)
где q л – тепло, выделяемое людьми, в спокойном состоянии один человек выделяет 0,1 кВт тепла;
q пр – тепло, выделяемое электроприборами (компьютер или копироваль-ный аппарат выделяют 0,3 кВт, для остальных приборов можно считать, что они выделяют в виде тепла 1/3 паспортной мощности).
Просуммировав все тепловыделения и теплопритоки, получают требуемую мощность охлаждения:
Q = S • h • k + q л + q пр. (4)
Исходя из результата, выбирают близкую по мощности модель кондиционера из стандартного ряда. Следует отметить, что на маркировке кондиционеров большинства производителей указана мощность не в привычных киловаттах, а в БТЕ/ч, где БТЕ – это британская тепловая единица. 1 БТЕ/ч = 0,3 Вт.
Задания для выполнения
1. Обосновать необходимость применения кондиционера в рабочем помещении (табл. 6),
2. Рассчитать его мощность 
3. Подобрать конкретный кондиционер, (прил. 2).
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА
