В производственных помещениях микроклимат характеризуется температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и давлением. Для того чтобы физиологические процессы в организме человека протекали нормально, окружающая атмосфера должна воспринимать тепло, вырабатываемое организмом. Соотношение между вырабатываемым человеком теплом и охлаждающей способностью среды, обеспечивающей сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения терморегуляции и создающей предпосылки для нормальной работоспособности, характеризует комфортные метеорологические условия.
Основными путями отвода тепла из организма являются: конвекция воздуха у поверхности тела, теплопроводность через одежду, излучение и массообмен в виде испарения влаги, выделяемой потовыми железами и при дыхании. Регулирование тепловыделения для поддержания постоянной температуры (терморегуляция) в организме человека осуществляется биохимически, изменением интенсивности кровообращения и потовыделением. При перегревании организма человека кровеносные сосуды кожи расширяются и к ней притекает большое количество крови, что увеличивает отдачу тепла наружу. При переохлаждении происходит сужение кровеносных сосудов, уменьшение притока крови к коже и сокращение теплоотдачи. При потовыделении поверхность кожи теряет тепло вследствие испарения, интенсивность которого зависит от скорости движения воздуха.
При нарушении терморегуляции и теплового равновесия в организме может произойти накопление тепла, т. е. перегрев, или чрезмерный отвод тепла, т. е. переохлаждение организма. Все это снижает работоспособность человека, может явиться причиной несчастных случаев и заболеваний (тепловой удар, обморожение и др.). Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» (табл. 1.2).
Этим же стандартом () установлены допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости воздуха в рабочей зоне для помещений с избытком явного тепла в теплый и холодный периоды года.
Табл. 1.2
ОПТИМАЛЬНЫЕ И ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ ТЕМПЕРАТУРЫ, ВЛАЖНОСТИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ (ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ. ВОЗДУХ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ)
| Период года | Категория работ | Температура С° | Относительная влажность % | Скорость движения воздуха м/с, не более | |||
| оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая | ||
| Холодный и переходный | I | 20...23 | 19...25 | 40...60 | 75 | 0,2 | 0,2 |
| IIa | 18...20 | 17...23 | 0,3 | ||||
| II б | 17...19 | 15...21 | 0,3 | 0,4 | |||
| III | 16...18 | 13...19 | 0,5 | ||||
| Теплый | I | 22...25 | - | - | 0,2 | - | |
| IIa | 21...23 | 0,3 | |||||
| II б | 20...22 | 0,4 | |||||
| III | 18...21 | 0,5 | |||||
По количеству выделяющихся избытков явного тепла различают помещения с незначительными избытками (до 23, 26 Вт/м 3 /ч и менее) и со значительными. Различают теплый период года со среднесуточной температурой наружного воздуха + 10ºС и выше, холодный и переходные периоды - ниже + 10ºС.
П о тяжести выполняемые работы разделены на следующие:
Категория 1 (легкая физическая) - работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей при энергозатратах организма до 140 Вт.
Категория IIa (физическая средней тяжести) - работы, Связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, НО не требующие перемещения тяжестей, с энергозатратами организма от 140 до 175 Вт
Категория II I (тяжелая физическая) - работы, связанные с систематическим физическим напряжением, с постоянной переноской значительных (свыше 10кг) тяжестей, с энергозатратами организма более 290 Вт.
Измерение температуры воздуха осуществляют с помощью обычных ртутных и спиртовых термометров, максимальных и минимальных термометров, а также термографов с непрерывной регистрацией температуры воздуха в течение определенного отрезка времени.
Влажность воздуха измеряется в абсолютных (г/м3, мм рт. ст.) или относительных (%) единицах. Количество водяных паров для полного насыщения воздуха зависит от его температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше требуется водяных паров для полного его насыщения. При достижении влажности (максимальной) водяные пары переходят в капельно-жидкое состояние в виде росы. Температура, при которой воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы . Максимальное напряжение водяных паров, или их упругость при разных температурах, указана в табл. 1.3.
Табл. 1.3
МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (УПРУГОСТЬ) ПАРОВ ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
| Температура, ° С | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 6,54 | 6,91 | 7,51 | 8,05 | 8,61 | 9,21 | 9,84 | |
| Температура, ° С | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| Максимальное напряжение, мм рт. ст. | 10,52 | 11,23 | 11,90 | 12,79 | 13,64 | 14,58 | 15,48 |
| Температура, ° С | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | - |
| Максимальное напряжение, мм рт. ст. | 16,48 | 17,54 | 18,66 | 18,83 | 21,07 | 22,38 | - |
Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Относительная влажность воздуха определяется психрометрами. Наиболее широкое распространение получили психрометры Августа и Ассмана.
Табл 1.4
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА В ПРОЦЕНТАХ ПО ПОКАЗАНИЯМ ПСИХОМЕТРА АССМАНА
| Разность температур сухого и влажного термометров | Температура по сухому термометру ° С | |||||||||
| 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | |
| 0,5 | 93 | 94 | 95 | 95 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 |
| 1,0 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 91 | 91 | 91 | 92 | 92 |
| 1,5 | 80 | 82 | 84 | 85 | 86 | 86 | 87 | 88 | 88 | 88 |
| 2,0 | 75 | 76 | 78 | 80 | 81 | 81 | 82 | 83 | 84 | 84 |
| 2,5 | 69 | 71 | 73 | 75 | 77 | 78 | 79 | 79 | 80 | 80 |
| 3,0 | 63 | 65 | 68 | 70 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 76 |
| 3,5 | 57 | 60 | 63 | 65 | 67 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 |
| 4,0 | 51 | 54 | 57 | 60 | 62 | 64 | 66 | 68 | 69 | 70 |
| 4,5 | 45 | 49 | 52 | 55 | 57 | 59 | 62 | 63 | 65 | 66 |
| 5,0 | 40 | 44 | 48 | 51 | 54 | 56 | 58 | 60 | 62 | 64 |
По психрометрической табл. по показаниям термометров определяют относительную влажность воздуха. Для непрерывного определения относительной влажности используются гигрографы, в которых под действием влаги происходит сокращение или удлинение волоса. Запись влажности производится на специальную ленту. Первоначальная установка пера и определение масштаба ленты определяется при помощи психрометра Ассмана.
Абсолютную влажность воздуха в мм рт. ст. вычисляют по формуле
A = F b - a (t c - t b )· B
используя психрометр Ассмана, где F b - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра, мм рт. ст.; а - психрометрический коэффициент
который при определении влажности наружного воздуха принимается равным 0,00074, а воздуха в помещении - 0,0011; tc, t b - показания сухого и влажного термометров соответственно, º C ; В - барометрическое давление в момент измерения, мм рт. ст.
Барометрическое давление определяют при помощи барометра-анероида. При измерении давления необходимо учесть поправки шкалы, температуры и инерционную поправку, которые указываются в паспорте барометра.
По абсолютной влажности вычисляется относительная:
R = A / F c ·100
где А - абсолютная влажность, мм рт. ст.; F c - максимальное напряжение водяных паров при температуре сухого термометра (табл. 1.3), мм рт. ст.
Подвижность (скорость) воздуха определяется при помощи кататермометров, термоанемометров (от 0,04 до 0,3 м/с ), крыльчатых (от 0,3 до 5 м/с - рис. 1.1) и чашечных анемометров (от 1 до 12 м/с - рис. 1.2).
По измеренным данным температуры, влажности и скорости по номограмме, представленной на рис. 1.3, определяется зона комфорта.
С 01.01.2017 все работодатели и работники обязаны соблюдать новые Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах СанПиН 2.2.4.3359-16 (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 21.06.2016 № 81). Они пришли на смену СанПиН 2.2.4.1191-03 , СанПиН 2.1.8/2.2.4.2490-09 , Приложению 3 к СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 . В обновленных санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах (СанПиНах) определены нормативы воздействия таких физических факторов, как:
- микроклимат;
- вибрация;
- электрические, магнитные, электромагнитные поля;
- освещение на рабочих местах и др.
Нормативы - это предельно допустимые уровни факторов. Их воздействие в рамках установленных лимитов на сотрудника, работающего 8 часов в день (не более 40 часов в неделю), не должно приводить к заболеваниям или отклонениям в его состоянии здоровья (п. 1.4 СанПиН 2.2.4.3359-16).
Как указано выше, в связи с введением новых правил некоторые из ранее утвержденных СанПиНов с 2017 года перестали действовать. К примеру, СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (п. 2 Постановления Главного государственного санитарного врача РФ от 21.06.2016 N 81). При этом, например, СанПиН 2.2.4.548-96 продолжает действовать в части, не противоречащей СанПиН 2.2.4.3359-16 (Письмо Роспотребнадзора от 10.02.2017 № 09-2438-17-16). Наиболее актуальный вопрос и для работодателей, и для работников - какой должна быть температура в помещении (на рабочем месте) по СанПиН 2.2.4.3359-16 .
Температура в помещении на рабочем месте: нормы
СанПиН устанавливает оптимальные температурные значения на рабочем месте в числе показателей микроклимата. К ним относятся (п. 2.2.1 СанПиН 2.2.4.3359-16):
- температура воздуха;
- температура поверхностей;
- относительная влажность воздуха;
- скорость движения воздуха;
- интенсивность теплового облучения.
Нормативы значений для указанных показателей определены отдельно для теплого и холодного времени года. Холодным считается время, когда среднесуточная температура наружного воздуха составляет +10 °С и ниже. Если же температура за окном выше, то это теплое время года (п. 2.1.5 СанПиН 2.2.4.3359-16). То есть температурный режим на рабочем месте по СанПиНу летом и зимой может отличаться, но не сильно. Ведь в любое время года человеку необходим тепловой баланс с окружающей средой (п. 2.1.1 СанПиН 2.2.4.3359-16).
А какие нормы температуры в офисных помещениях? Разный температурный режим предусмотрен для работников, занятых на разных видах работ - в зависимости от энергозатрат сотрудников. Так, к примеру, работники швейного производства, как и большинство офисных сотрудников, относятся к тем, кто в течение рабочего дня тратит меньше всего энергии - до 139 Вт. Они выполняют работу категории Iа (Приложение 1 к СанПиН 2.2.4.3359-16). Для них установлены следующие оптимальные показатели мироклимата (п. 2.2.5 СанПиН 2.2.4.3359-16):
Режим работы в жару по Трудовому кодексу
Мы указали выше, какая температура в помещении - норма. Является ли это ответом на вопрос, при какой температуре можно работать в помещении? Да, но с определенными оговорками. Конечно, температура для рабочего помещения в Трудовом кодексе не указана. Однако отмечается, что работодатель обязан обеспечивать безопасность и условия труда, соответствующие государственным нормативным требованиям охраны труда (ч.2 ст.22 ТК РФ). И нормы, установленные СанПиН 2.2.4.3359-16 , являются одними из обязательных правил.
- на ИП в размере от 2 до 5 тыс. руб.;
- на организацию - от 50 до 80 тыс. руб.
А нарушение санитарных правил и гигиенических нормативов влечет за собой штраф (ст. 6.3 КоАП РФ):
- для ИП в размере от 500 до 1000 руб.;
- для организации - от 10 до 20 тыс. руб.
Либо приостановление деятельности ИП или юрлица на срок до 90 суток.
Кроме указанных в таблице 1.1 параметров микроклимата нормируется также интенсивность теплового облучения работников. Допустимое значение теплового облучения на постоянных и не постоянных рабочих местах не должно превышать 35 Вт/м 2 , если в зоне облучения находится 50 % и более поверхности тела. При размере последней от 25 до 50 % предел допустимой интенсивности облучения составляет 70 Вт/м 2 , а при облучении менее 25 % поверхности тела – 100 Вт/м 2 . Интенсивность открытых источников теплового излучения (пламя, нагретый металл и т.п.) не должна превышать 140 Вт/м 2 при облучении не более 25 % поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе лица и глаз.
Нагрев кожи человека до 45 0 С вызывает ее повреждение и болевые ощущения, а при температуре 52 0 С происходит необратимое свертывание белков тканей. Поэтому в целях профилактики тепловых травм температура нагретых поверхностей машин, оборудования или ограждающих конструкций должна быть не выше 45 0 С.
Допустимые перепады температуры воздуха по высоте рабочей зоны не должны превышать 3 0 С для работ всех категорий, а по горизонтали 4 0 С для легких работ, 5 0 С для работ средней тяжести и 6 0 С для тяжелых работ. Во всех случаях абсолютные значения температуры воздуха, измеренной на разной высоте и в различных участках производственных помещений в течение смены, должны входить в пределы, устанавливаемые таблицами 1.1 и 1.2.
В таблице 1.2 приведены пределы допустимых значений параметров микроклимата, в случае если по технологическим требованиям, технически и экономически обоснованным причинам оптимальные параметры микроклимата не могут быть обеспечены. Определяя характеристику помещения по категории выполняемых работ (уровню энергозатрат), ориентируются на те из них, которые выполняются 50% (и более) работающими.
Таблица 1.2
Допустимые значения параметров микроклимата на рабочих местах производственных помещений при относительной влажности воздуха в диапазоне 15…75 % *
|
Период года |
(по уровню энергозатрат, Вт) |
Температура воздуха, 0 С |
Температура поверхностей, 0 С |
Скорость движения воздуха, м/с, не более |
||
|
ниже оптимальных значений |
выше оптимальных значений |
для диапазона температур воздуха ниже оптимальных значений |
для диапазона температур воздуха выше оптимальных значений ** |
|||
|
Холодный |
Iб (140…174) IIа (175…232) Iiб (233…290) III (более 290) | |||||
|
Iб (140…174) Iiа (175…232) Iiб (233…290) III (более 290) | ||||||
* При температуре воздуха на рабочих местах 25 0 С и выше максимально допустимые значения относительной влажности, %, должны быть не более: 70 при 25 0 С; 65 при 26 0 С; 60 при 27 0 С; 55 при 28 0 С.
** При температуре воздуха 26…28 0 С скорость движения его, указанная в таблице для теплого периода года, должна соответствовать диапазону, м/с: 0,1…0,2 для работ категорииIа; 0,1…0,3 для работ категорииIб; 0,2…0,4 для работ категорииIIа; 0,2…0,5 для работ категорийIIб иIII.
Необходимо отметить, что параметры воздушной среды животноводческих и птицеводческих зданий регламентированы Нормами технологического проектирования и направлены на получение максимальной продуктивности поголовья, содержащегося в таких постройках. Поэтому требования ГОСТа 12.1.005 не распространяются на воздух рабочей зоны в этих зданиях, а также в помещениях для хранения сельскохозяйственной продукции.
Чтобы узнать, насколько фактическое состояние воздушной среды в рабочей зоне соответствует нормативным значениям параметров микроклимата, измеряют температуру, влажность, скорость движения воздуха и интенсивность теплового излучения от нагретых тел. По результатам замеров можно также определить эффективность работы технических средств для обеспечения требуемого состояния микроклимата, например, систем отопления и вентиляции.
Температуру воздуха чаще всего измеряют спиртовым или ртутным термометрами . Однако в помещениях с высоким уровнем теплового излучения (кормоприготовительные цеха, котельные и т.п.) температуру следует определять с помощью парного термометра, состоящего из двух ртутных термометров, резервуар одного из которых зачернен, а другого - посеребрен.
Истинную температуру воздуха в рабочей зоне (без учета влияния теплоизлучения) рассчитывают по формуле:
t = t ч – k(t ч – t с),
где t ч – показания зачерненного термометра, 0 С; k – константа прибора, указанная в его паспорте; t с – показания посеребренного термометра, 0 С.
Для непрерывной записи значений температуры воздуха на бумажную ленту применяют термографы М-16АС (суточный) и М-16АН (недельный). Измерительно-регистрирующая часть их представляет собой биметаллическую пластину, соединенную рычагом со стрелкой, на конце которой закреплено перо. Барабан с бумажной лентой приводится в движение тяговым механизмом. Продолжительность одного оборота барабана часового механизма составляет 26 часов для термографа М-16АС и 176 ч для термографа М-16АН.
Температуру и относительную влажность воздуха чаще всего измеряют психрометрами : стационарным Августа и аспирационным Ассмана.
Стационарный психрометр Августа (Рис. 1.1) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров. Резервуар одного из них (влажного) обернут гигроскопичной тканью, конец которой опущен в наполняемый дистиллированной водой стаканчик. По ткани к резервуару этого термометра поступает влага взамен испаряющейся. Другой термометр (сухой) показывает температуру воздуха. Показания влажного термометра зависят от содержания водяных паров в воздухе, так как при снижении их массы в единице объема возрастает испарение воды с увлажненной ткани, вследствие чего резервуар охлаждается в большей мере.
Определив показания термометров и разность температур, по психрометрической таблице, нанесенной на корпус психрометра, находят относительную влажность воздуха.
Рис. 1.1. Внешний вид стационарного психрометра Августа (а) и аспирационного психрометра Ассмана (б)
Психрометр Ассмана (рис. 1.1) устроен аналогично. Отличие его заключается в том, что для исключения влияния подвижности воздуха на показания влажного термометра в головной части прибора размещен вентилятор с часовым механизмом (у психрометров типа МВ-4М) или электрическим приводом (у психрометров типа М-34). Вентилятор создает постоянный напор воздуха, а, следовательно, и скорость движения его в трубках с резервуарами ртутных термометров постоянна. Трубки предохраняют термометры от механических повреждений и отражают излучения, которые могут исказить показания прибора. Перед проведением измерений пипеткой смачивают ткань «влажного» термометра, психрометру придают вертикальное положение и приводят во вращение вентилятор. Через 3…5 минут регистрируют установившиеся показания термометров и по прилагаемому к прибору психрометрическому графику определяют относительную влажность воздуха.
Для непрерывной записи значений влажности воздуха на бумажную ленту применяют гигрографы М-21АС (суточный) и М-21АН (недельный). Измерительно-регистрирующая часть их представляет собой пучок женских обезжиренных волос, соединенный рычагом со стрелкой, на конце которой закреплено перо. Под действием влаги волосы растягиваются, изменяя при этом положение стрелки, что через перо отражается на бумажной ленте. Барабан с бумажной лентой приводится в движение тяговым механизмом. Продолжительность одного оборота барабана часового механизма составляет 26 часов для гигрографа М-21АС и 176 ч для гигрографа М-21АН.
Скорость движения воздуха от 0,5 до 10 м/с измеряют крыльчатым анемометром , а от 1 до 20 м/с – чашечным анемометром (рис. 1.2). Устройство и принцип работы их во многом сходны между собой. Посаженное на ось легкое колесо с лопастями (у крыльчатого анемометра) или чашечками соединено системой зубчатых колес с механизмом вращения стрелок. Центральная стрелка основного циферблата показывает единицы и десятки оборотов колеса, а стрелки малых дополнительных циферблатов – сотни и тысячи. С помощью расположенного сбоку рычага (арретира) можно разъединить ось и механизм вращения стрелок или соединить их. Перед проведением измерений записывают показания циферблатов и устанавливают прибор в место контроля так, чтобы ось вращения крыльчатого анемометра была параллельна направлению движения воздуха, а чашечного анемометра перпендикулярна. После набора оборотов крыльчатки с помощью арретира одновременно включают регистрирующий механизм и секундомер. Через 1…2 минуты регистрирующий механизм выключают и снова снимают с него показания. Разделив разность конечного и начального показаний счетчика на время экспозиции, выраженное в секундах, находят число делений, которое прошла стрелка прибора за единицу времени. Затем по тарировочному графику, прилагаемому к каждому анемометру, определяют скорость движения воздуха в метрах в секунду.
Рис. 1.2. Внешний вид крыльчатого (а) и чашечного (б) анемометров
Скорость движения воздуха менее 1 м/с измеряют кататермометром , который представляет собой спиртовой термометр с большим шаровым и цилиндрическим резервуаром и капилляром, расширяющимся в верхней части (рис.1.2). Принцип действия кататермометра основан на зависимости скорости охлаждения спирта в резервуаре от скорости омывания его воздухом. Перед измерением кататермометр опускают в теплую (60…70 0 С) воду и держат в ней до заполнения спиртом половины верхнего резервуара. Обтерев кататермометр, подвешивают его в зоне контроля скорости движения воздуха и, следя за снижением спиртового столбика, с помощью секундомера регистрируют время уменьшения температуры от 38 до35 0 С. Затем находят отношение охлаждающей способности воздуха H к разности температур Q кататермометра (36,5 0 С) и воздуха в помещении в момент измерения.
Охлаждающую способность воздуха мкал/(с*см 2), определяют по формуле: H = F/T,
где F – фактор прибора, представляющий собой потери теплоты в милликалориях с 1 см 2 поверхности кататермометра за время его охлаждения от 38 до 35 0 С (значение F указано на обратной стороне прибора); T – время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 0 С, с.
Зная значение H/Q, по справочным данным находят скорость движения воздуха.
Рис.1.3. Внешний вид кататермометра
Интенсивность теплового излучения определяют актинометром (рис.1.4), на задней стенке которого расположены белые и зачерненные алюминиевые пластины, соединенные с термопарами. Принцип действия прибора основан на возбуждении электродвижущей силы термопарами вследствие того, что черные пластинки под воздействием лучистой энергии нагреваются до более высокой температуры, чем белые. Электродвижущая сила регистрируется гальванометром, шкала которого отградуирована в кал/(см 2 *мин).
Рис. 1.4. Внешний вид актинометра
Постоянное атмосферное давление, формирующееся над поверхностью земли на высоте, близкой к уровню моря, не оказывает отрицательного влияния на состояние здоровья и работоспособность человека. Однако даже для здоровых людей быстрые изменения давления на несколько миллиметров ртутного столба в ту или другую сторону от значения, нормального для данной климатической зоны, через центральную нервную систему могут вызвать расстройство жизнедеятельности внутренних органов и общее болезненное состояние. Поэтому необходимо контролировать атмосферное давление и его изменения.
Атмосферное давление измеряют барометрами , шкала которых может быть отградуирована в миллиметрах ртутного столба (МД-49А) или килопаскалях (БАММ-1). Принцип действия этих приборов основан на свойстве мембраны анероидной коробки деформироваться при изменении давления. Линейное перемещение мембраны передаточным рычажным механизмом преобразуется в угловое перемещение стрелки барометра.
Для поддержания нормальных параметров микроклимата в рабочей зоне применяют следующие основные мероприятия:
механизацию и автоматизацию производственных процессов;
защиту от источников теплового излучения;
устройство системы вентиляции, кондиционирования и отопления.
Механизация и автоматизация производственных процессов, использование более совершенных машин и оборудования позволяют снизить время пребывания людей на рабочих местах с некомфортными параметрами микроклимата, а также ограничить или исключить контакт с вредными производственными факторами.
Чтобы предотвратить избытки теплоты в помещениях, теплоизолируют нагреваемые поверхности оборудования и устанавливают защитные экраны. Дополнительно организуют рациональный питьевой режим с целью компенсации потерь организмом влаги и солей, обеспечивая работающих в горячих цехах подсоленной и охлажденной газированной водой. Практическая реализация такого режима состоит в частом употреблении небольших количеств воды: 100…150 мл каждые 15…20 минут. При этом следует напоминать работающим, что степень испытываемой жажды всегда меньше, чем фактические потери жидкости.
Для нормализации температурно-влажностного режима применяются системы вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. При правильном выборе их типа, производительности и оптимальной конструкции условия труда на рабочих местах поддерживаются в пределах ном с минимальными затратами средств, труда и энергии.
Если значения параметров микроклимата отличаются от нормативных, то необходимо использовать средства индивидуальной защиты работающих. С их помощью можно предотвратить перегрев или переохлаждение организма, а также устранить неблагоприятное воздействие тепловых излучений на органы зрения.
Для профилактики отрицательного влияния дискомфортных условий труда важно спланировать рациональное чередование периодов труда и отдыха. При низких температурах, особенно в сочетании с высокой подвижностью воздуха, вводят дополнительные перерывы для обогрева работающих. Температуру в помещениях для обогрева поддерживают в пределах 22…24 0 С, что несколько выше значений, предусмотренных для санитарно-бытовых помещений. При выполнении работы в условиях высоких температур продолжительность дополнительных перерывов должна быть достаточна для восстановления работоспособности и процессов терморегуляции.
При выработке рекомендаций для корректировки соответствующих факторов окружающей среды используют результаты медицинских осмотров, позволяющие своевременно обнаружить отклонения в состоянии здоровья работающих и выявить людей, которым противопоказана работа в условиях, отличающихся от нормальных.
В помещениях гражданских зданий системами вентиляции поддерживаются допустимые параметры воздушной среды, которые представлены в таблице 1.1.
Допустимые параметры воздуха в жилых и общественных зданиях.
Таблица 1.1
Системы кондиционирования воздуха должны поддерживать оптимальные параметры воздушной среды помещения, которые представлены в таблице 1.2.
Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административных помещений.
Таблица 1.2
При работе систем вентиляции поддерживаются допустимые параметры микроклимата в обслуживаемой зоне, поэтому, температура внутреннего воздуха помещений в ТП года зависит от температуры наружного воздуха, т.к. вентиляционные установки не оборудуются воздухоохладителями. Температура воздуха в помещениях не должна превышать + 28°С для общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей. Если температура наружного воздуха по параметрам «А» превышает + 25°С, расчётная температура воздуха в помещении не должна превышать + 33°С.
В местностях с температурой наружного воздуха в ТП года по параметрам «Б» + 30°С и более, температуру воздуха в помещениях следует превышать на 0,4°С сверх указанной в таблице 1 на каждый градус повышения температуры более + 30°С. Подвижность воздуха в помещении, также должна увеличиваться на 0,1 м/сек на каждый градус превышения температуры в рабочей или обслуживаемой зоне помещения относительно температуры, указанной в таблице 1. Однако максимальная скорость движения воздуха в помещении в ТП года не должна превышать 0,5 м/с.
В нормативной литературе существуют и другие рекомендации по этому поводу.
В тёплый период года метеорологические условия не нормируются в помещениях:
- жилых зданий;
- общественных, административно-бытовых и производственных в периоды, когда их не используют, а также в нерабочее время.
В ХП года допускается понижение расчётной температуры против указанной в таблице 1, но не ниже + 14°С для общественных и административно-бытовых помещений с пребыванием людей в уличной одежде.
Нормируемые параметры относительной влажности воздуха в помещении на практике носят рекомендательный характер. Расчётную относительную влажность применяют для расчёта воздухообмена по избыткам влаги.
Стандарт ГОСТ 30494-96 для жилых и общественных зданий нормирует условия в помещении по температуре воздуха, результирующей температуре, относительной влажности и скорости воздуха.
Рассмотрим понятие, что такое результирующая температура.
Результирующая температура – это средняя арифметическая величина между температурой воздуха и радиационной температурой помещения.
t рез. = 0,5 (t В + t R)
или более точно она может быть определена по формуле
t рез. = 0,557 t В + 0,443 t R
Радиационная температура помещения очень подробно рассматривается в курсе «Строительной климатологии», поэтому здесь мы только ограничимся одним понятием.
Радиационная температура помещения, относительно поверхности 1 определяется как осреднённая (по признаку эквивалентности лучистому теплообмену с поверхностью 1) температура всех окружающих (поверхность 1) поверхностей в помещении.
Профессором В.Н. Богословским были предложены соотношения между температурой воздуха в помещении и радиационной температурой, соответствующие комфортному самочувствию человека при лёгкой работе:
- для тёплого периода года t R = 36 - 0,5t В
- и для холодного периода года t R = 29 - 0,57t В .
Помещения общественных зданий классифицируются ГОСТом по восьми категориям:
- Категория 1
- Категория 2
- Категория 3а
- Категория 3б
- Категория 3в
- Категория 4
- Категория 5
- Категория 6
- Категория 1 – помещения, в которых люди в положении лёжа или сидя находятся в состоянии покоя или отдыха;
- Категория 2 – помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учёбой;
- Категория 3а – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды;
- Категория 3б – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде;
- Категория 3в – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся в положении стоя без уличной одежды;
- Категория 4 – помещения для занятий подвижными видами спорта;
- Категория 5 – помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.);
- Категория 6 – помещения с временным пребыванием людей — вестибюли, гардеробные, коридоры, лестничные клетки, санузлы, курительные и т. п.
Нормами предусмотрены диапазоны допустимых параметров внутренней среды общественных зданий.
Допустимые значения температур, относительной влажности и скорости движения воздуха в помещениях гражданских зданий по ГОСТ 30494-96 приведены в таблице 1.3.
Допустимые нормы температур, относительной влажности и скорости воздуха в обслуживаемой зоне помещений общественных зданий.
Таблица 1.3
| Период года | Наименование помещения или категория | Температура воздуха, °С | Результирующая температура, °С | Относительная влажность не более, % | Скорость движения воздуха не более, м/с |
|---|---|---|---|---|---|
| Холодный | 1 категория 2 категория 3а категория 3б категория 3в категория 4 категория 5 категория 6 категория |
18-24 18-23 19-23 12-17 16-22 15-21 20-24 14-20 |
17-23 17-22 19-22 13-16 15-21 14-20 19-23 13-19 |
60 60 60 60 60 60 60 НН |
0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 НН |
| Тёплый | Помещения с постоянным пребыванием людей | 18-28 | 19-27 | 65 | 0,5 |
Примечание: НН – параметры не нормируются.
Для производственных зданий нормами предусмотрены температуры на постоянных рабочих местах и вне постоянных рабочих мест (см. таблицу 1.4).
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.
Таблица 1.4
| Период года | Категория работ | Температура, ºС | Относительная влажность, % | Скорость движения, м/с |
||||||
| опти- мальная | допустимая | опти- мальная | допустимая на рабочих местах постоянных и не постоянных, не более | опти- мальная, не более | допустимая на рабочих местах постоянных и не постоянных* |
|||||
| верхняя граница | нижняя граница |
|||||||||
| на рабочих местах |
||||||||||
| посто- янных | не посто- янных | посто- янных | не посто- янных |
|||||||
| Холодный | Лёгкая — Ιа | 22-24 | 25 | 26 | 21 | 18 | 40-60 | 75 | 0,1 | не более 0,1 |
| Лёгкая — Ιб | 21-23 | 24 | 25 | 20 | 17 | 40-60 | 75 | 0,1 | не более 0,2 | |
| Средней тяжести — ΙΙа | 18-20 | 23 | 24 | 17 | 15 | 40-60 | 75 | 0,2 | не более 0,3 | |
| Средней тяжести — ΙΙб | 17-19 | 21 | 23 | 15 | 13 | 40-60 | 75 | 0,2 | не более 0,4 | |
| Тяжёлая — ΙΙΙ | 16-18 | 19 | 20 | 13 | 12 | 40-60 | 75 | 0,3 | не более 0,5 | |
| Тёплый | Лёгкая — Ιа | 23-25 | 28 | 30 | 22 | 20 | 40-60 | 55 (при 28ºС) | 0,1 | 0,1-0,2 |
| Лёгкая — Ιб | 22-24 | 28 | 30 | 21 | 19 | 40-60 | 60 (при 27ºС) | 0,2 | 0,1-0,3 | |
| Средней тяжести — ΙΙа | 21-23 | 27 | 29 | 18 | 17 | 40-60 | 65 (при 26ºС) | 0,3 | 0,2-0,4 | |
| Средней тяжести — ΙΙб | 20-22 | 27 | 29 | 16 | 15 | 40-60 | 70 (при 25ºС) | 0,3 | 0,2-0,5 | |
| Тяжёлая — ΙΙΙ | 18-20 | 26 | 28 | 15 | 13 | 40-60 | 75 (при 24ºС) | 0,4 | 0,2-0,6 | |
Для помещений без тепловых избытков в холодный период года следует придерживаться нижнего предела нормируемого диапазона температур. При наличии тепловых избытков в помещениях, возможно поддерживать более высокую температуру в пределах нормируемого диапазона температур путём снижения расчётного воздухообмена. Это обеспечивает рациональное использование тепловых избытков для целей создания в помещении более благоприятных условий пребывания для людей и их труда. Нормы позволяют обеспечивать на постоянных рабочих местах расчётные условия локальными отопительными или вентиляционными установками.
С целью экономии теплоты, температуру воздуха в рабочей зоне производственных помещений с полностью автоматизированным технологическим оборудованием, функционирующим без присутствия людей, возможно принимать:
- для тёплого периода года при наличии избытков теплоты – на 4°С выше температуры наружного воздуха по параметрам «А»;
- для холодного периода года и переходных условий + 10°С при наличии тепловых избытков
- экономически целесообразную температуру. Подвижность воздуха в этих производственных помещениях обычно не нормируется.
V. МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
1. Параметры микроклимата и их измерение
Условия микроклимата в производственных 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.
Микроклимат в производственном помещении может меняться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.
В производственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата : температуры, влажности, скорости движения воздуха .
В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат являются:
температура воздуха ;
температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающихконструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);
относительная влажность воздуха ;
скорость движения воздуха ;
интенсивность теплового облучения .
Температура воздуха , измеряемая в 0 С, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются только при наличии соответствующих источников тепловыделений.
Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность.
Абсолютная влажность (А) - упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м 3 воздуха, выражаемое в граммах.
Максимальная влажность (F) - упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре.
Относительная влажность (R) -это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Скорость движения воздуха измеряется в м/с.
Измерение параметров микроклимата.
В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров.
Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры. При использовании психрометров дополнительно измеряют атмосферное давление с помощью барометров – анероидов.
Скорость движения воздуха измеряется крыльчатыми и чашечными анемометрами.
Рассмотрим примеры приборов, традиционно используемых для измерения параметров микроклимата.
Аспирационный психрометр МВ-4М
Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50 0 С. Цена деления шкал термометров не более 0,2 0 С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой, заводимой ключом и предназначенной для прогона воздуха через трубки с целью сделать более интенсивным испарение воды со смоченного термометра.
Анемометр крыльчатый АСО-3
Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с. Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с.
В последнее время для определения параметров микроклимата производственных помещений успешно применяются аналого-цифровые приборы.
Портативный измеритель влажности и температуры ИВТМ – 7
Прибор предназначен для измерения относительной влажности и температуры, а также для определения других температуро-влажностных характеристик воздуха. В качестве чувствительного элементаизмерителя температурыиспользуется пленочный терморезистор, выполненный из никеля. Чувствительным элементом измерителя относительной влажности является емкостной датчик с изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Принцип работы прибора основан на преобразовании емкости датчика влажности и сопротивления датчика температуры в частоту с дальнейшей обработкой ее с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер обрабатывает информацию, отображает ее на жидкокристалическом индикаторе и одновременно выдает с помощью интерфейса RS – 232на компьютер.
Анемометр Testo – 415
Прибор предназначен для измерения скорости воздуха и температуры в помещениях. Информация отображается на большом двухстрочном дисплее. Прибор имеет возможность усреднения результатов измерений по времени и числу замеров.
