Оценка условий труда по параметрам

Микроклимата

Цель работы: Выполнить инструментальные замеры параметров микроклимата на рабочих местах и оценить соответствие условий труда по нормативным требованиям.

 

Основные понятия

 

Метеорологическими условиями производственной среды принято называть физическое состояние воздушной среды, характеризуемое температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а также тепловым излучением от нагретых поверхностей.

Совокупность этих факторов, характерных для данного производственного участка, называется производственным микроклиматом.

Метеорологические условия, как каждое в отдельности, так и в различных сочетаниях оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье. Для производственных помещений в большинстве случаев характерно суммарное действие метеорологических факторов. Такое действие может быть синергическим, когда воздействия неблагоприятных факторов усиливают друг друга, или антагонистическим, когда действие одного или нескольких факторов ослабляются или полностью уничтожаются другими.

Так, увеличение скорости движения воздуха ослабляет неблагоприятное действие повышенной температуры, усиливает действие пониженной; повышение влажности усугубляет понижение температуры. Следовательно, в одних условиях сочетание метеорологических факторов создает благоприятные условия для нормального протекания жизненных функций, а в других - неблагоприятные, что может привести к нарушению терморегуляции организма.

Терморегуляция – это совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на обеспечение процесса теплообмена между организмом и внешней средой и сохранение постоянства температуры тела (в пределах 36-37⁰С).

Сохранение постоянства температуры тела обеспечивает нормальное протекание в организме биохимических процессов, лежащих в основе его жизнедеятельности. Повышение температуры выше этих пределов называется перегрев, понижение – переохлаждением. Переохлаждение и перегрев ведут к нарушению физиологических функций организма.

Терморегуляция осуществляется физиологическими механизмами и находится под контролем центральной нервной системы. Она обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующимся в организме в процессе обмена веществ, и излишками тепла, непрерывно отдаваемыми в окружающую среду, то есть сохраняет тепловой баланс организма.

Отдача тепла организмом в окружающую среду может происходить тремя путями:

· излучением – отдача тепла телом в направлении окружающих предметов с более низкой температурой;

· конвекцией – нагрев воздуха, омывающего поверхность тела;

· испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожи), легких и слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

В нормальных условиях при слабом движении воздуха человек в состоянии покоя теряет в результате:

· излучения – 45% всей тепловой энергии;

· конвекции – 30%;

· испарения – 25%.

При этом 80% тепла отдается через кожу, 13% – через органы дыхания, 5% тепла расходуется на согревание принимаемой пищи, воды и вдыхаемого воздуха.

Соотношение между видами отдачи тепла может изменяться в зависимости от метеорологических условий. Количество отдаваемого тепла увеличивается при увеличении мышечной работы.

Теплоотдача излучением и конвекцией может происходить только в том случае, если температура окружающей среды ниже температуры тела. При температуре окружающей среды выше температуры тела теплоотдача может осуществляется только за счет выделения пота, на испарение 1г которого затрачивается около 2,5 кДж (0,6 Ккал).

Количество пота, выделяемого организмом, зависит от температуры окружающей среды. При покое и температуре окружающего воздуха 15°С потоотделение незначительно и составляет примерно 30 мл за 1 ч, при высокой температуре (30°С и выше) усиливается в десятки раз. В горячих цехах количество выделяемого пота может достигать 1-1,5 л/ч.

В качестве параметра, характеризующего содержание влаги в воздухе, рекомендуется использовать относительную влажность.

Согласно ГОСТа относительная влажность – отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при одних и тех же давлении и температуре.

Как правило относительную влажность выражают в %:

,

где: – соответственно парциальные давления (упругость) водяного пара, содержащегося в воздухе, и насыщенного водяного пара.

Парциальное давление – это давление водяного пара, которое он оказывал бы, если бы один занимал объём всей смеси.

Упругость – парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное в миллиметрах ртутного столба или миллибарах.

1 мб = 0,75 мм. рт. ст.

Максимальная влажность (влажность насыщения) – это упругость или вес водяных паров, которые могут насытить 1 м³ или 1 кг воздуха при данной температуре.

Высокая относительная влажность воздуха при его высокой температуре способствует перегреву организма.

Низкая относительная влажность вызывает сухость слизистых оболочек дыхательных путей.

Подвижность воздуха способствует повышению теплоотдачи организма в окружающую среду, что играет положительную роль при повышенных температурах воздуха, но отрицательную – при пониженных.

Давление воздуха также оказывает воздействие на организм человека в системе человек – окружающая среда. Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, содержащую азот и кислород, и кроме этого в ней присутствуют углекислый газ, аргон, неон, гелий, водяной пар и др. При Р = 760 мм. рт. ст. в воздухе содержится ≈ 78% азота,

≈ 21% кислорода. Это оптимальные сочетания компонентов и поэтому давление

760 мм. рт. ст. называют нормальным атмосферным давлением. Допустимые суточные колебания давления 20÷30 мм. рт. ст.

При изменении давления изменяется состав воздуха. Это способствует возникновению заболеваний – острая гипоксия (недостаток О₂ ) в высокогорных районах при пониженном давлении и «кессонная болезнь» при повышенном давлении.

Количество тепла, отдаваемое организмом в окружающую среду, определяются по законам физики. Отдача тепла излучением происходит тогда, когда температура окружающих поверхностей () ниже температуры тела человека () в направлении поверхности с более низкой температурой. Количество отдаваемого тепла подчиняется закону Стефана-Больцмана и зависит от площади излучающей поверхности тела человека и разности четвёртых степеней температуры тела и температуры поверхностей в градусах Кельвина. При разности температур, не превышающей 40°С, можно считать, что за 1 час организм излучает:

(1)

где: – приведённый коэффициент взаимоизлучения одежды и окружающих поверхностей, .

 

Теплоотдача конвекцией

Количество тепла, передаваемое в единицу времени конвекцией , зависит от площади обдуваемой поверхности тела , разности температур тела человека и окружающего воздуха , а также скорости движения воздуха:

(2)

где: – коэффициент конвективного теплообмена, ; при малых скоростях воздуха (V < 4 м/с) его значение может быть определено как

где: – скорость движения воздуха в исследуемом помещении;

е – константа; е = 2,72.

 

Теплоотдача испарением

(3)

где: – коэффициент испарительного теплообмена, Вт/м² × с × град;

– площадь поверхности тела, участвующей в испарении;

– парциальные давления насыщенного водяного пара соответственно при температуре тела человека и температуре окружающего воздуха, кПа.

При повышении температуры окружающего воздуха до 30°С и выше основной путь теплопередачи – испарение. Рефлекторно усиливается работа потовых желез, и влага с потом выделяется из организма. При испарении 1 л воды отводится 2,46 × 10³ кДж тепловой энергии.

Длительное пребывание человека в воздушной среде при неблагоприятных значениях параметров микроклимата ведет к нарушению терморегуляции, перегреву организма ( =38-39°С), учащению пульса, обильному потовыделению и способствует возникновению ряда заболеваний. Вместе с потом из организма удаляются соли (с 5 л пота удаляется 20-50 г солей в сутки). Нарушение водно-солевого обмена может привести к возникновению заболеваний почек, нарушений сердечно- сосудистой и нервной систем.

В условиях, когда теплоотдача осуществляется только испарением пота, а влажность воздуха превышает 75-89%, может наступить перегревание организма. Наиболее характерными признаками его являются повышение температуры тела, жажда, учащение пульса и дыхания. При значительном перегреве одышка, головная боль, головокружение. Эта форма нарушения терморегуляции называется тепловой гипертермией. Другая форма перегревания известна под названием судорожная болезнь – нарушение водно-солевого обмена. Она протекает в форме судорог, сопровождается сгущением крови, потерей большого количества пота. В дальнейшем наступает тепловой удар с потерей сознания, повышением температуры до 40-41°С, учащенным слабым пульсом. Характерным признаком тяжелого поражения является почти полное прекращение потоотделения. Тепловой удар и судорожная болезнь могут закончиться смертельным исходом.

Длительное переохлаждение приводит к заболеваниям периферийной нервной системы, радикулиту, невралгии лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, суставному и мышечному ревматизму, бронхиту и другим заболеваниям.

Таким образом, при неблагоприятных метеорологических условиях могут возникнуть изменения физиологических функций организма человека, вызывающие снижение физической и умственной активности (деятельности), что приводит к уменьшению производительности труда.

Поэтому оценка и правильный выбор метеорологических условий в производственном помещении имеют большое значение как с медицинской, так и с экономической точек зрения.