Микроклимат и воздушная среда рабочей зоны

Главная \ Полезная информация \ Микроклимат и воздушная среда рабочей зоны

Основные понятия и определения

Микроклиматом называют такие метеорологические показатели в различного рода производственных пространствах, при которых определяются совокупность факторов, влияющих на организм человека (температура и влажность, скорость движения потока воздуха).

Таким образом выделяют следующие факторы, определяющие микроклимат:

  • Температура внутри цехов (t, °С).
  • Уровень влажности внутри помещения (, %).
  • Скорость потока воздуха (V, м/с).
  • Плотность излучения тепла (Р, Вт/м2).

Для нормальной физической активности, поддержки работоспособности сотрудников приемлемы следующие показатели: температура в цехах на уровне 20-22 °С, скорость потока – до 2 м/с. Что примечательно, если достигается температура до отметки 20 °С, относительная влажность должна быть ниже показателя в 75%.

Метеоусловия бывают оптимальными и допустимыми для производства, регламент которых зависит от времени года, типа выполняемых работ, их энергоемкости и выработке тепла.

Оптимальными микроклиматическими условиями являются совокупность микроклиматических показателей, обеспечивающие оптимальный показатель производительности сотрудников при постоянном воздействии (это могут быть определенные параметры, при которых не возникает негативных последствий у человека во время выполнения работ). Именно от таких условий зависит комфортность и показатели трудоспособности на производстве.

Оптимальными показателями для нормальной работы являются: температура воздуха в районе 22-24 °С, скорость потока воздуха – до 0,1 м/°С, влажность – 40-60%.

Стоит также отметить, что показатели температуры наружных и внутренних конструкций здания, поверхностей зоны работы сотрудников предприятия (т.е. стен, потолка, пола, крыши, прочих ограждений), производственного оборудования, способов ограждения инструментов не могут отличаться от показателей в самих помещениях и/или предусмотренных нормативов более, чем на 2 °С. Если поверхности рабочего места и конструкций, которые ограждают данную зону, выходят за такие показатели, необходимо переместить место работ от таких зон как минимум на один метр. Кроме того, измеряемая температура внутри помещения в разных точках пространства в период работы предприятия не должна отличаться от оптимальных величин, которые установлен регламентами и нормами для каждого типа работ.

Допустимыми микроклиматическими условиями являются показатели микроклимата, при которых на человека воздействуют различные факторы, кратковременно приводящие к дискомфортным ощущениям температур, но моментально восстанавливающихся. В таких условиях работоспособность может снижаться, а у работника может ухудшиться самочувствие.

При таких условиях устанавливаются допустимые величины показателей микроклимата, аргументацией которых являются: технологические требования выполняемых работ, экономическая обоснованность применения и техническая составляющая производства, недостаточное обеспечение оптимальных норм.

Влияние микроклимата на работоспособность и здоровье человека

Вышеперечисленные параметры, комплексно или в отдельности взятые, будут основополагающими гигиеническими нормативами труда и прямо влияют на состояние здоровья человека, его жизненно важные процессы в организме, самочувствие, трудовые способности и показатели на производстве.

Отрицательные показатели негативно влияют на работоспособность людей и их жизненные показатели, дальнейшие производственные показатели.

К примеру, температура внутри помещения прямо влияет на терморегуляцию организма, осуществляемая в процессе биохимических и биофизических реакций, которые обуславливают теплообмен человека с окружающей средой.

Таким образом, состояние тепла в помещении прямо влияет на личные ощущения организма работника и определяют его трудоспособность. При низких температурах происходит переохлаждение организма, что прямо способствует возникновению простуды и других заболеваний. В свою очередь повышенная температура приводит к перегреву, последствие которого является повышенное потоотделение и, как следствие, снижение показателей труда. Кроме того, при перегреве снижается внимательность сотрудника, а это возможно будет причиной получения травм на производстве.

Терморегуляцией называют физиологические процессы, происходящие в процессе жизнедеятельности, которые способствуют равновесию температуры человека и окружающего мира.

Химическая терморегуляция происходит в процессе изменений скорости обмена веществ внутри организма и других процессов окисления.

Физическая терморегуляция – работа кровеносно-сосудистой и мышечной системы внутри человеческого организма, которые способствуют повышению или понижению температуры (частота биения сердца прямо влияет на данный показатель, равно как и физическая активность).

Понижение температуры способствуют переохлаждению человека, появлению обморожения. Повышение температуры, в свою очередь, способствует отрицательным показателям водно-солевого и белкового обменов (т.е. процесс распада белковой ткани, процессы выделения и накопления азота в крови) и витаминного обмена. Перегрев способствует повышению вязкости крови, снижению водного баланса.

В среднем организм человека за день выделяет 2400-2700 ккал тепла. Физическая активность, в том числе и выполнение определенных работ, способствует повышению данного показателя. Это необходимо для правильного теплового баланса, отрицательные показатели которого способствует возникновению гипертермии.

Состояние температуры воздуха внутри производственных цехов также зависит и от оборудования, которое выделяет тепло в процессе работы, внутренних приборов отопления, изготовляемых материалов, рабочих и прочих источников.

Также на теплообменные процессы человеческого организма влияет и уровень влажности воздуха. Он оценивается по относительной влажности (соотношение наличия уровня водяных паров в 1м3 воздуха к их максимально возможному значению в процентном соотношении).

Низкая температура воздуха в сыром цехе способствует увеличению уровня теплоотдачи организма и появлению различного рода заболеваний дыхательной системы.

Высокая температура во влажных помещениях мешает нормальной теплоотдаче, испарению. Такая среда способствует развитию сухости кожи, слизистой организма.

Высокий уровень влажности способствует проблемам с потоотделением, испарению пота с участков кожи и влаги с легких. Такая среда негативно влияет на состояние человека, являясь причиной нарушения терморегуляционных процессов, приводящей к понижению трудоспособности. Низкая относительная влажность (показатель менее 20%) является причиной сухости слизистой полости рта, носоглотки, что усложняет дыхание.

Значительную роль в обеспечении оптимального микроклимата играет скорость потока воздуха внутри помещения. При скорости 0,15 м/с работники будут ощущать поток, действие которого напрямую зависит от его температуры. Так, при 36 С человек ощущает свежий воздух, но уже при 40 С будут проблемы.

Методы и средства обеспечения нормального микроклимата и воздушной среды в рабочей зоне

Главными способами обеспечения благоприятного микроклимата в рабочих цехах, зонах и других помещениях является совокупность таких инженерных систем: отопительные, кондиционирования воздуха, вентиляционные.

Так, местное и/или центральное отопление должны обеспечивать оптимальную температуру во время холодных периодов. Наиболее частые в применение именно центральные системы, которые бывают на основе воздушных, паровых или водяных оборудований. Радиаторы используются как нагревательные приборы, располагающиеся под оконными рамами и подоконниками. Отопительные системы нужны для равномерного прогрева воздуха с возможностью регулирования уровня и степени нагрева. К ним применяются повышенные экологические нормы, врзырво- и пожаробезопасности. В сельской местности допустимо отопление с помощью печей (это пример местной системы) из расчета одна единица на три помещения.

Системы кондиционирования необходимы для автоматизации регулирования микроклимата в отдельных его показателях или общих процессов одновременно. Это обеспечивает оптимальный микроклимат для работников, что поможет оптимизированию технологических процессов производства. Такие системы способны полностью регулировать скорость потока воздуха, уровень влажности, чистоты, степени озонирования и ионизации.

На заводах используются центральные системы кондиционирования, обеспечивающее микроклимат для нескольких зон, и местные для конкретной зоны.

Кондиционер:

кондиционер для обеспечения микроклимата

  1. Воздуховод приточного воздуха (поступает воздух снаружи);
  2. Воздуховод регуляционного воздуха (поступает воздух из помещения);
  3. 4 калориферы (подогрев воздуха);
  1. водные распылители (охлаждение и увлажнение воздуха);
  2. приточный воздуховод;
  3. фильтр капельный (для устранения избытка влаги);
  4. фильтр первичной очистки;

А – камера смешения;

Б – камера увлажнения (охлаждения);

В – камера подогрева (вторичного), убирает излишки влаги, после чего воздух подается в воздуховод.

Вентиляция является наиболее распространенным методом улучшения среды внутри помещения для различного производства, имея высокую эффективность и широкое применение.

Производственной вентиляцией называется совокупность приспособлений, которые обеспечивают постоянный воздухообмен в зонах производства.

Назначение такой системы является: снижение уровня повышенного тепла, влажности и пыли, а также снижение объема вредоносных газов и паров, получаемых в процессе производства, с целью создания благоприятных условий работы и климата, соответствующие санитарно-гигиеническим нормативам.

Существует несколько путей осуществления вентиляции воздуха. Так, открытие форточки или использование вентиляционных каналов – это естественная вентиляция или аэрация.

Наиболее эффективная в производстве искусственная механическая вентиляция, которая осуществляется с помощью вентиляторов и эжекторов.

Смешанная система вентиляций использует оба вышеперечисленных способа.

Естественная вентиляция бывает неорганизованной (инфильтрация) или организованной (аэрация). В первом случае – система происходит путем обмена воздуха посредством отверстий и конструктивных особенностей здания, через специальные поры в ограждениях. В свою очередь, аэрацией называют такую систему, которая использует инженерные системы, такие как втяжные каналы и шахты, особенности окон, аэрационные фонари, прочее.

Такая система поможет циркулировать огромные объемы воздуха, не используя различные механические приспособления. Главный минус – зависимость от уровня тепла окружающей среды и погодных условий.

Искусственная механическая вентиляция происходит благодаря специальным приспособлениям, таким как эжекторы и вентиляторы, и позволяет обеспечить циркуляцию воздуха в любых зонах производства, в отличие от естественной системы. Кроме того, такая система позволяет подавать воздух от мест с наличием вредных явлений: пыли, высокой температуры, влаги, газа. Кроме того, в таких системах возможно установить приборы нагрева, увлажнения и очистки воздушного потока. Может быть приточной (подача воздуха осуществляется в помещение) и вытяжной (удаляет воздух из зоны производства).

Приточно-вытяжная система позволяет одновременно обеспечить приток свежего воздуха и удаление отработанного.

Локально искусственная система подразделяется на общеобменную, местную и комбинированную. Так, общеобменная вентиляция обеспечивает поток воздуха по всему комплексу, а местная – по отдельно взятому помещению. Комбинированная сочетает в себе оба этих параметра.

Сама механическая система включает в себя комплекс вентиляторов и дополнительных устройств забора и подачи воздуха, воздуховодов, фильтров и прочих приспособлений.

Общеобменную систему применяют на тех производствах, где равномерно расположены очаги вредоносных веществ в отдельном цехе, одно- или двустороннем их расположении.

Местная система обеспечивает условия воздушной среды для каждого отдельного помещения и/или зоны, согласно принятым нормативам. К установкам такой системы относятся воздушные души, оазисы и завесы.

Воздушные оазисы применяются для улучшения условий микроклимата в ограниченном пространстве. Для этого область действия ограничивают специальными перегородками. Применяются такие приспособления в помещениях с повышенной температурой.

Завесы напротив, необходимы для обеспечения дополнительного тепла на ограниченном участке.

Задачей местной вытяжной вентиляции является улавливание и удаление вредоносных элементов у очага загрязнения с целью предотвращения распространению грязного воздуха по цехам. Такие приспособления оборудуются в виде специальных укрытий или отсосов (втяжные шкафы, кабины, камеры и т.д.). В таком укрытии образуется разряжение воздуха, способствующее очистке помещения от загрязнений. Данный способ именуется аспирацией. Подобные системы могут очистить воздух от 75% всех вредных веществ, что способствует улучшению микроклимата для работников.

Любые вентиляционные системы должны быть безопасными, надежными и экономически обоснованными в эксплуатации.

Рабочими используются средства индивидуальной защиты для тела, лица и глаз в период работы с открытыми источниками (обрабатываемым металлом, стеклом, пламенем и т.д.).

Контроль состояния микроклиматических условий

Для поддержания надлежащих и оптимальных условий труда сотрудников необходимо контролировать состояние микроклимата. Таким образом возможно обеспечить высокую производительность рабочих, комфортные условия труда и снизить показатели заболеваемости.

Для измерения температуры внутри помещений используются термометры, которые устанавливаются на расстоянии 1,3-1,5 метров от пола в различных местах. В том случае, если температура пола отлична от общей температуры в помещении, необходимо дополнительно устанавливать термометры на уровне 0,2-0,3 метра от пола. В местах повышенного излучения тепла на производстве применяются специальные парные термометры. В таких экземплярах в одном приборе отсек для ртути зачерчен, когда как в другом – посеребрен. Первый поглощает тепло, а второй отражает. Температура воздуха рассчитывается по формуле: Т = Тч – К(Тч - Тс), где Тч – показания зачерченного термометра, Тс – посеребренного, К – заводские показатели парного термометра.

Для контроля влажности помещения различают абсолютную, максимальную и относительную влажности.

Абсолютной влажностью является парциальное давление водяных паров в помещении. Характеризуется давлением таких паров (их массой) в единице объема воздуха. Плотность насыщенного пара при таких показателях температуры (максимальное количество паров в воздухе при указанной температуре) называется максимальной влажностью.

Относительной влажностью называется соотношение абсолютной и максимальной влажности, которая выражается в процентах. Показатели отображаются в психрометрах и гигрометрах. Психрометр представляет собой два термометра: сухой и влажный. Второй экземпляр смачивается водой. Сама влажность определяется разницей их показателей. Гигрометр, в свою очередь, основан на свойствах человеческого волоса, а именно: изменении длины при изменении влажности.

Чтобы измерить скорость потока воздуха необходимо использовать анемометры. Это специальные приборы, которые показывают обороты вертушки, вращающаяся за счет энергии воздушного потока. При скорости 9-20 м/с используются чашечные анемометры, при малых – крыльчатые.

Барометры применяются с целью определения показателей атмосферного давления.

up