Оценка охлаждающего микроклимата
Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (>8,7 кДж/кг) в результате снижения температуры «ядра» и/или «оболочки» тела – соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма.
Микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте ниже нижней допустимой границы, является вредным. Класс вредности определяется по среднесменным величинам температуры воздуха (табл.4).
Оценка микроклимата в холодный (зимний) период года при работе на открытой территории и в неотапливаемых помещениях определяется с учетом среднесменных значений температуры воздуха за три зимних месяца с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов (табл.5,6).
Таблица 4
Классы условий труда по показателю температуры воздуха при работе
в помещении с охлаждающим микроклиматом
| Категория работ* | Общие энерготраты Вт/м2 | Класс условий труда | ||||||||
| Оптим. | Допустим. | Вредный** | опасный | |||||||
| 1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 4 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Iа | 68(58–77) | СанПиН* | СанПиН* | 18 | 16 | 14 | 12 | |||
| Iб | 88(78–97) | СанПиН* | СанПиН* | 17 | 15 | 13 | 11 | |||
| IIа | 113(98–129) | СанПиН* | СанПиН* | 14 | 12 | 10 | 8 | |||
| IIб | 145(130–160) | СанПиН* | СанПиН* | 13 | 11 | 9 | 7 | |||
| III | 177(161–193) | СанПиН* | СанПиН* | 12 | 10 | 8 | 6 | |||
| * В соответствии с приложением 1 к СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
** Приведена нижняя граница температуры воздуха, °С. | ||||||||||
К неотапливаемым относятся помещения, не оборудованные отопительными системами, а также такие, в которых температура воздуха поддерживается на низком уровне по технологическим требованиям.
Таблица 5
Классы условий труда по показателю температуры воздуха, °С
(нижняя граница), для открытых территорий в зимний период года применительно к категории работ Iб
| Климатический регион (пояс) | Класс условий труда | |||||||
| допустимый | вредный | опасный | ||||||
| 2 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 4 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| I А(особый) | -3,4 -5,9 | -5,0 -8,1 | -7,9 -12,2 | -10,5 -15,3 | -14,0 -20,0 | <-14,0 <-20,0 | ||
| I Б (IV) | -15,1 -18,1 | -17,3 -21,3 | -20,5 -26,2 | -23,5 -29,8 | -27,5 -35,5 | <-27,5 <-35,5 | ||
| II(III) | +1,4 -0,7 | 0,0 -2,7 | -2,6 -6,3 | -5,1 -9,2 | -8,3 -13,5 | <-8,3 <-13,5 | ||
| III(II) | +7,0 +5,3 | +5,7 +3,5 | +3,5 +0,6 | +1,2 -2,1 | -1,7 -5,9 | <-1,7 <-5,9 | ||
| В числителе – температура воздуха при отсутствии регламентированных перерывов на обогрев; в знаменателе – при регламентированных перерывах на обогрев (не более чем через 2 часа пребывания на открытой территории).
| ||||||||
Климатические регионы (пояса) характеризуются следующими показателями температуры воздуха (средняя трех зимних месяцев) и скорости ветра (средняя из наиболее вероятных величин в зимние месяцы): IА (особый) - 25 °С и 6,8 м/с; IБ (IV) - 41 °С и 1, м/с; II (Ш) - 18,0 °С и 3,6 м/с; III(II) - 9,7 °С и 5,6 м/с; IV(I) - 1,0 °С и 2,7 м/с.
Таблица 6
Классы условий труда по показателю температуры воздуха, °С
(нижняя граница), для открытых территорий в зимний период года применительно к категории работ IIа–IIб
| Климатический регион (пояс) | Класс условий труда | |||||
| допустимый | вредный | опасный | ||||
| 2 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 4 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| I А(особый) | -19,3 -20,8 | -21,0 -24,3 | -24,4 -28,6 | -26,9 -31,5 | -30,2 -36,0 | <-30,2 <-36,0 |
| I Б (IV) | -35,6 -37,5 | -37,8 -42,0 | -41,8 -47,0 | -44,7 -50,7 | -48,9 -56,0 | <-48,9 <-56,0 |
| II(III) | -12,4 -13,7 | -14,0 -16,8 | -17,0 -20,6 | -19,3 -23,5 | -22,6 -27,5 | <-22,6 <-27,5 |
| III(II) | -4,5 -5,5 | -5,9 -8,1 | -8,4 -11,4 | -11,0 -14,0 | -13,6 -17,6 | <-13,6 <-17,6 |
| В числителе – температура воздуха при отсутствии регламентированных перерывов на обогрев; в знаменателе – при регламентированных перерывах на обогрев (не более чем через 2 часа пребывания на открытой территории). | ||||||
К работе на холоде допускаются лица, прошедшие медицинские осмотры в соответствии с действующими приказами Министерства здравоохранения России и не имеющие противопоказаний, а впервые приступающие к трудовой деятельности в условиях низких температур, должны быть проинформированы о его влиянии на организм и мерах предупреждения охлаждения.
|
|
|
Работа в условиях охлаждающего микроклимата может проводиться с использованием средств индивидуальной защиты (теплоизоляционных комплектов).Во избежание локального охлаждения тела работников и уменьшения общих теплопотерь с поверхности тела, их следует обеспечивать рукавицами, обувью, головными уборами, имеющими соответствующую теплоизоляцию.
При температуре воздуха минус 40 °С и ниже необходима защита органов дыхания и лица.
Одновременно с применением специальной одежды необходима разработка должной регламентации продолжительности работы в неблагоприятной среде, а также общего режима труда, утвержденного в установленном порядке.
Возникновение и степень выраженности общих и местных реакций при охлаждении зависят от температуры окружающей среды, скорости движения воздуха, его влажности, состояния тепловой защиты организма (характера одежды), степени увлажненности кожных покровов, индивидуальных особенностей и состояния организма.
|
|
|
Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма—гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются. Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту, может в течение некоторого времени задерживать снижение температуры внутренних органов. Результатом действия низких температур являются холодовые травмы. Смерть наступает при снижении температуры тела до 22-24 °С. Непосредственной причиной смерти чаще всего является первичная остановка дыхания, иногда сосудистый коллапс или фибрилляция желудочков сердца.
Местное действие холода может разносторонне влиять на организм человека, в зависимости от продолжительности охлаждения и глубины охвата тканей той или другой части тела, чаще всего речь идёт об отморожениях, в которых выделяют четыре степени. Отморожение I степени характеризуется багровой окраской кожи и отеком. Эти отморожения заживают бесследно через 3— 7 дней. При отморожении II степени образуются пузыри с кровянисто-серозным содержимым, гиперемией и отеком тканей вокруг. Пузыри появляются на 1-й или 2-й день. Заживление происходит через 10—20 дней без образования рубцов. При отморожении III степени наблюдаются некрозы мягких тканей. Кожа мертвенно-бледная или синюшная, иногда образуются пузыри с геморрагическим содержимым. С развитием демаркационного воспаления отторгаются некротизированные ткани и происходит медленное заживление с образованием рубца. Заживление длится 1—2 месяца и более в зависимости от глубины некроза.
При отморожении IV степени развиваются некроз костей и отторжение омертвевших частей тела (пальцы, кисти рук, стопы).
Наибольшую опасность в плане развития глубокого местного переохлаждении (обморожения) частей тела представляют сжиженные газы (азот, кислород и др.) с температурой кипения ниже минус 100° С. Попадание такой «жидкости» на кожу вызывает отморожение пораженного участка даже при очень непродолжительном контакте.
Тяжесть поражения при контакте с охлажденными поверхностями будет зависеть как от времени контакта, так и теплоемкости и теплопроводности материала.
Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать задержку тепла - предупреждение выхолаживания производственных помещений, подбор рациональных режимов труда и отдыха (чередование периодов работы в охлаждающей среде, регламентированных допустимой степенью охлаждения человека, и отдыха в обогреваемом помещении), использование средств индивидуальной защиты, а также мероприятия по повышению защитных сил организма.
Для поддержания заданной температуры воздуха в помещениях в холодное время года используют различные системы отопления: водяная, паровая, воздушная и комбинированная.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата используется целый комплекс защитных мероприятий:
Ø внедрение современных технологических процессов, исключающих воздействие неблагоприятного микроклимата на организм человека;
Ø организация принудительного воздухообмена в соответствии с требованиями нормативных документов (кондиционирование, воздушное душирование, тепловые завесы и др.);
Ø компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра изменением другого;
Ø применение спецодежды и средств индивидуальной защиты, организация специальных помещений с динамическими параметрами микроклимата (комнаты для обогрева, охлаждения, др.);
Ø физиологически обоснованная регламентация режимов труда и отдыха (сокращенный рабочий день, регламентированное время для обогрева и др.);
Ø правильная организация систем отопления и воздухообмена.
Для регламентации времени работы, в пределах рабочей смены, в условиях микроклимата с температурой воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых величин используется защита временем.
Защита временем – это сокращение времени контакта с неблагоприятными факторами производственной среды и трудового процесса, с целью сведения до минимума вероятности нарушения здоровья при превышении гигиенических нормативов:
Ø введение внутрисменных перерывов;
Ø сокращение рабочего дня;
Ø увеличение продолжительности отпуска;
Ø ограничение стажа работы в данных условиях.
При организации и разработке технологических процессов следует исключать из них операции и работы, сопровождающиеся поступлением в производственное помещение:
Ø теплого и холодного воздуха;
Ø выделение в воздух рабочих помещений влаги.
Руководители организаций вне зависимости от форм собственности и подчиненности в порядке обеспечения производственного контроля обязаны привести рабочие места в соответствие с требованиями предусмотренными санитарными правилами и нормами 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".
2.1.2. Влажность воздуха рабочей зоны. Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах, до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше.
Для характеристики влажности воздуха используют следующие величины: абсолютную, максимальную и относительную влажность, дефицит насыщения и точку росы.
Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха. Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³
Максимальной влажностью называется количество (упругость) водяных паров в граммах, которое содержится в 1 м3 воздуха в состоянии полного насыщения.
Если воздух содержит водяного пара меньше, чем нужно для насыщения его при данной температуре, можно определить, насколько воздух близок к состоянию насыщения. Для этого вычисляют относительную влажность.
Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара. Относительная влажность обычно выражается в процентах.
Дефицитом насыщения (физический дефицит влажности) называется разность между максимальной и абсолютной влажностью в момент наблюдения.
Физиологический дефицит влажности - разница между максимальной влажностью при 37°С, равная 47,067 мм рт.ст. и абсолютной влажностью в момент наблюдения.
Точка росы - температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар насытит его и начнётся конденсация (образование тумана, выпадение росы, запотевание стекол), называется точка росы.
Упругость (фактическая) водяного пара (е) – давление водяного пара находящегося в атмосфере выражается в мм.рт.ст. или в миллибарах (мб). Численно почти совпадает с абсолютной влажностью (содержанием водяного пара в воздухе в г/м3), поэтому упругость часто называют абсолютной влажностью.
Рабочая зона — это пространство высотой до 2 м над площадкой постоянного или временного пребывания работающих. Место пребывания считается постоянным, если работник находится на нем более 50% суммарно или 2 ч непрерывно своего рабочего времени. При оценке влажности воздуха на рабочих местах наибольшее значение имеет величина относительной влажности.
Источниками избыточного влаговыделения могут быть производственные установки, в которых происходит испарение воды (всевозможные ванны, моечные машины и др.). Особо интенсивное выделение влаги происходит при нагреве воды или механическом ее перемешивании. Еще одним источником выделения влаги является организм работающего. Количество выделяемой влаги находится в зависимости от характера выполняемой работы и температуры в помещении.
Установлено, что при температурах 18-20 ºС и скорости движения воздуха 0,1-0,3 м/с наиболее оптимальной для организма человека является относительная влажность в диапазоне от 40 до 60%. При высоких значениях температуры и относительной влажности затрудняется отдача тепла за счет испарения, при этом может наступить перегревание организма, сопровождающееся ухудшением самочувствия и снижением работоспособности.
Оптимальные и допустимые нормы относительной влажности воздуха в рабочей зоне производственных помещений представлены в таблице (табл.7).
Таблица 7
Оптимальные и допустимые нормы относительной влажности воздуха в рабочей зоне производственных помещений
| Период года | Категория работ | Относительная влажность. % | |
| оптимальная | допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных, не более | ||
| Холодный | Легкая –I а | 40-60 | 75 |
| Легкая –I 6 | 40-60 | 75 | |
| Средней тяжести-II а | 40-60 | 75 | |
| Средней тяжести-II б | 40-60 | 75 | |
| Тяжелая - III | 40-60 | 75 | |
| Теплый | Легкая –I а | 40-60 | 55 {при 28°С) |
| Легкая –I 6 | 40-60 | 60 (при 27°С) | |
| Средней тяжести-II а | 40-60 | 65 {при 2б°С) | |
| Средней тяжести-II б | 40-60 | 70 (при 25°С) | |
| Тяжелая - III | 40-60 | 75 {при 24°С) | |
Сочетание высокой температуры воздуха и низкой относительной влажности вызывает сухость слизистых оболочек и появление микротрещин на кожных покровах. При пониженной влажности у человека быстро наступает чувство усталости и общего дискомфорта. Недостаток влаги в воздухе способствует снижению концентрации и внимания.
Сухой воздух затрудняет обогащение кровеносной системы кислородом, отсюда у человека проявляются характерные признаки гипоксии. Недостаток влажности способствует высушиванию слизистой оболочки дыхательных путей и полости рта. Это повышает риск возникновения респираторных заболеваний за счет ослабления защитных функций организма.
Сочетание низкой температуры и высокой влажности воздуха вызывает усиление теплоотдачи и тем самым способствует развитию переохлаждения организма. Действительно, при повышенной влажности человек острее ощущает низкие температуры. Дело в том, что пары воды, так же как и жидкая вода, обладают гораздо большей теплоемкостью, чем воздух. Поэтому во влажном воздухе, тело отдает в окружающее пространство больше теплоты, чем в сухом.
Следовательно, высокую влажность воздуха при высоких и низких температурах следует расценивать как неблагоприятных фактор окружающей среды, т.к. она способствует развитию в одном случае переохлаждения, в другом перегревания.
Влажность измеряют психрометрами: станционным (психрометр Августа - является обязательным прибором для метеорологических станций) и аспирационным (психрометром Ассмана). Для регистрации изменений влажности в динамике используется прибор гигрограф.
Принцип работы психрометров заключается в определении показаний двух термометров, шарик одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра будут ниже, чем показания сухого. При большой влажности разность температур небольшая, а при малой влажности разность температур высокая. Чем меньше влажность воздуха, тем больше испарение воды и тем сильнее охлаждение баллона этого термометра. На основании показаний двух термометров вычисляют относительную влажность воздуха расчетным методом и по таблицам.
2.1.3. Скорость смещения воздушных масс. Скорость воздуха на рабочих местах в производственных помещениях имеет большое значение для создания благоприятных условий труда. Необходимо отметить, что организм человека начинает ощущать воздушные потоки при скорости около 0,15 м/с. Причем, если эти воздушные потоки имеют температуру до плюс 36ºС, организм человека ощущает освежающее действие, а при температуре свыше 40°С они воспринимаются как дополнительно согревающие (вызывающие ощущение духоты) и действуют угнетающе.
Большие скорости воздушных масс на открытых пространствах (до 50 м/сек) определяют с помощью анемометров (прямой способ), а в помещении, где, как правило, подвижность воздуха незначительная (до 1-2 м/сек) - кататермометром (косвенный способ).
Направление движения воздуха на открытом воздухе определяется флюгером, а в помещении - по отклонению облачка хлористого аммония.
Различают два типа анемометров: чашечные - для регистрации больших подвижностей воздуха (от 1 до 50 м/сек) и крыльчатые - для регистрации небольших скоростей движения воздушных потоков (от 0,5 до 15 м/сек).
При работе с анемометрами следует дать его лопастям вращаться 1 -2 мин вхолостую, чтобы они приняли постоянную скорость вращения. При этом необходимо следить за тем, чтобы направление воздушных течений было перпендикулярным к плоскости вращения лопастей прибора. Затем включают счетчик при помощи рычага, находящегося сбоку циферблата. Большая стрелка циферблата показывает единицы и десятки условных делений, а малые стрелки - сотни и тысячи условных делений. Время наблюдений отмечают по секундомеру с одновременным включением и выключением анемометра и секундомера. По разнице в показаниях счетчика до и в конце наблюдения определяют число делений в 1 с. Зная число условных делений в 1 с, определяют скорость движения воздуха, пользуясь сертификатом, прилагаемым к чашечному анемометру, или графиком, прилагаемым к крыльчатому анемометру.
Кататермометр позволяет определить малые скорости движения воздуха в пределах от 0,1 до 1,5 м/сек. Прибор представляет собой спиртовой термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром. Шкала цилиндрического кататермометра градуирована в пределах от 35 до 38°С, шарового - от 33 до 40°С.
Вначале определяют охлаждающую способность воздуха. Зная величину охлаждения кататермометра и температуру воздуха можно вычислить скорость его движения.
Количество тепла, теряемое с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра за время снижения столбика спирта с 38 до 35°С, называется фактором прибора (F). Он указывается на капилляре каждого кататермометра.
При определении скорости менее 1 м/сек пользуются формулой: 
2 (5)
Величину H/Q находят в специальных таблицах. Хотя кататермометрия используется для определения подвижности воздуха в помещении, определяемая величина охлаждающей способности воздуха (Н) дает возможность соотнести ее с ощущениями человека:
-при Н выше 7,0 человек испытывает ощущение холода.
-при Н ниже менее 5,5 - ощущение духоты.
"Роза ветров" - это графическое изображение направления ветров по странам света за определённый период (месяц, сезон, год). Для составления розы ветров строят график, для чего проводят линии с обозначением восьми румбов (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3, СЗ). От центра по румбам откладываем отрезки, соответствующие величинам повторяемости ветров. Штиль обозначают в центре графика окружностью, диаметр которой соответствует частоте штиля. Повторяемость ветров по всем румбам выражается в процентах и изображается на чертеже в определенном масштабе (1% = 2мм). При построении розы ветров сумма чисел повторяемости ветров и ветров по всем румбам и штиля принимается за 100%, а число повторяемости ветра по каждому румбу и штиля вычисляют в процентах к этой величине.
Пример (табл.8).
Таблица 8
| РУМБЫ | ПОВТОРЯЕМОСТЬ | |
| Абсолютное число | % | |
| Север | 22 | 16 |
| Северо-восток | 20 | 15 |
| Восток | 30 | 23 |
| Юго-восток | 25 | 19 |
| Юг | 10 | 7 |
| Юго-запад | 8 | 6,5 |
| Запад | 7 | 5 |
| Северо-запад | 6 | 4,5 |
| штиль | 5 | 4 |
| ВСЕГО: | 133 | 100 |
Составляем пропорцию: 133-100%, а 22 – Х (%); Х = (22×100)/133 =16%.
Розу влияния ветров составляют путем откладывания по румбам отрезков, равных произведению числа ветров данного направления на среднюю скорость ветра того же направления, выраженных в % по отношению к сумме произведения повторяемости на среднюю скорость ветра по всем румбам (рис.4).
Рис.4 . Роза ветров.
Заключение: В данной местности преобладают вост. и юго-восточные ветры.
Кратность воздухообмена (К) - это частное от деления количества поступающего за 1 ч воздуха на объем помещения в м3. Ее можно вычислить по формуле, определив скорость движения воздуха анемометром в вентиляционном отверстии путем равномерного перемещения анемометра по его периметру и в центре отверстия:
, где (6)
S - площадь вентиляционного отверстия, в м2;
L - скорость движения воздуха, м/сек;
t - время проветривания, в сек. (за 1 час = 3600 сек.);
V - объем помещения, в м3.
Для оценки полученной кратности воздухообмена определяют необходимый для данного помещения объем вентиляции. В жилых и общественных помещениях этот объем зависит от количества людей в помещении и рассчитывается с учетом максимально допустимого содержания углекислоты.
Расчет объема вентиляции по углекислоте производят по формуле:
(7)
В - объем вентиляции, м3;
k - количество углекислоты, выдыхаемое человеком в 1 ч (22,6 л);
n - число людей в помещении;
Р - максимально допустимое содержание углекислоты в помещении (1,0 л/м3, что соответствует 0,1 %);
Р1 - содержание углекислоты в атмосферном воздухе (0,4 л/м3, что соответствует 0,04%).
При делении полученного объема вентиляции на кубатуру данного помещения определяют необходимую для этого помещения кратность воздухообмена в 1 ч.
Например: В палате кубатурой 60 м3, где находится 3 человека, проветривание происходит за счет форточки, которую открывают на 10 мин через каждый час. Скорость движения воздуха - 1 м/сек, площадь форточки - 0,15 м2. Дать оценку вентиляции помещения.
Решение: За 1 с в комнату поступает 1×0,15=0,15 м3 воздуха, за 10 мин. - 90 м3,
Кратность воздухообмена равна: 90 мЗ:60 м3=1,5.
Необходимый объем вентиляции составляет.22,6×3/1-0,4=113 м3.
Необходимая кратность воздухообмена равна: 113 м3:60 м3=1,8 раза в 1 час.
В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 - 0,5 м/с, а летом - 0,2 - 1,0 м/с (в горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3,5 м/с).
2.1.4. Аэроионизация (ионизация воздуха) является одним из важных факторов воздействия окружающей среды на здоровье человека, как в открытом пространстве, так и при нахождении его в замкнутых помещениях. Повышенная или пониженная ионизация воздуха относится к группе вредных факторов физической природы. Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений определяются санитарными нормами и правилами.
Ионизация воздуха - это процесс превращения нейтральных атомов и молекул газов и других компонентов воздушной среды в ионы, т.е. в электрические заряженные частицы, несущие как положительные (аэроионы положительной полярности), так и отрицательные (аэроионы отрицательной полярности) заряды.
Подвижность аэроионов зависит от газового состава воздуха, его температуры, давления. Размеры положительных и отрицательных аэроионов и подвижность отрицательных аэроионов зависят от относительной влажности воздуха. Известно, что при росте относительной влажности подвижность аэроионов уменьшается. Заряд аэроиона является основной его характеристикой. Если легкий аэроион теряет свой заряд, то он исчезает, а при потере заряда тяжелым или средним аэроионом распада такого аэроиона не происходит, и в дальнейшем он может приобретать заряд любого знака.
В воздухе одновременно с ионообразующими происходят ионоуничтожающие процессы, в частности, аэроионы противоположного знака могут столкнуться друг с другом или с поверхностью и нейтрализоваться. Чем чище воздух, тем дольше время жизни легких аэроионов и, наоборот, при загрязненности воздуха время жизни легких аэроионов мало. Положительные аэроионы менее подвижны и более долго живут по сравнению с отрицательными аэроионами.
Параметры ионизации воздуха характеризуют его качество. В связи с этим они должны контролироваться на рабочих местах и соответствовать гигиеническим нормативам.
Нормируемыми показателями аэроионного состава воздуха производственных и общественных помещений являются:
- концентрация аэроионов (минимально допустимая и максимально допустимая) обеих полярностей n+, n-, определяемая как количество аэроионов в 1 см3 воздуха (ион/см3);
- коэффициент униполярности У (минимально допустимый и максимально допустимый), определяемый как отношение концентрации аэроионов положительной полярности к концентрации аэроионов отрицательной полярности.
Минимально и максимально допустимые значения нормируемых показателей определяют диапазоны концентрации аэроионов обеих полярностей и коэффициента униполярности, отклонения от которых могут привести к неблагоприятным последствиям для здоровья человека.
Значения нормируемых показателей концентрации аэроионов и коэффициента униполярности приведены в таблице (табл.9) .
В зонах дыхания персонала на рабочих местах, где имеются источники электростатических полей (видеодисплейные терминалы или другие виды оргтехники), допускается отсутствие аэроионов положительной полярности.
Таблица 9
Нормируемых показателей концентрации аэроионов в воздухе
(СанПиН -2.2.4.1294-03)
| Нормируемые показатели | Концентрация n+ (ион/см3) | Концентрация n-(ион/см3) | Коэффициент униполярности Y |
| Минимально допустимые | n+>= 400 | n->= 400 | 0,4 =< Y =< 1,0 |
| Максимально допустимые | n+ < 50000 | n- < 50000 |
Эти требования распространяются и на производственные помещения, оснащенные механической приточно-вытяжной вентиляцией, кондиционерами, фильтрами и другими системами очистки воздуха, видеодисплейными терминалами, ионизаторами, множительной и копировальной техникой, приборами и электрофизическими установками, имеющими источники ультрафиолетового и аэроионизирующего излучения, а также на герметические объекты и помещения (гермозоны) с покрытиями, способными накапливать электростатический заряд.
Проведение контроля аэроионного состава воздуха помещений следует осуществлять непосредственно на рабочих местах в зонах дыхания персонала и в соответствии с утвержденными в установленном порядке методиками контроля. В частности, аэроионный состав воздуха контролируется при вводе в эксплуатацию рабочих мест в названных выше помещениях в плановом 
порядке (не реже раза в год), при аттестации рабочих мест и при вводе в эксплуатацию аэроионизирующего оборудования.
Малогабаритный счетчик аэроионов предназначен для экспресс-измерений концентрации легких положительных и отрицательных аэроионов с целью контроля уровней ионизации воздуха на рабочих местах в производственных и общественных помещениях (рис.5). При превышении максимально допустимой и/или несоблюдении минимально необходимой концентрации аэроионов и коэффициента униполярности условия труда по данному фактору относят к классу 3.1.
Наиболее широко используемые приборы для контроля аэроионного состава воздушной среды - счетчики аэроионов типа «Сапфир- 3К» и «МАС-01», допущенные к применению в России, а также лабораторный прибор - универсальный счетчик аэроионов UT-8401, применяемый для исследовательских целей и для испытания аэроионизирующего оборудования.
При несоответствии аэроионного состава воздуха существующим гигиеническим нормативам необходима его коррекция путем:
- систематического проветривания помещения;
- применения аэроионизаторов коллективного и индивидуального пользования;
- использования систем автоматического регулирования аэроионного состава воздуха;
- деионизаторов при высоких уровнях ионизации.
При выдаче разрешений на использование аэроионозаторов и во время их эксплуатации необходимо руководствоваться методическими указаниями «Санитарно-эпидемиологическая оценка и эксплуатация аэроионизирующего оборудования». При этом другие показатели воздушной среды с искусственной аэроионизацией должны удовлетворять требованиям действующих санитарно-гигиенических норм и правил и технических условий на проектирование предприятий, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
2.1.5. П овышенное или пониженное барометрическое давление. Кроме параметров приведенных выше, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а, следовательно, и на процесс дыхания. Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734-1267 гПа (550-950 мм рт.ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненные ощущения.
На протяжении длительного процесса эволюционного развития организм человека приспособился к воздействиям гравитации, атмосферного давления, определенному (мало изменяющемуся) газовому составу, т. е. к условиям воздействия внешней среды, которые называются обычными.
Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы давление равно весу вышележащего столба воздуха и с высотой убывает. Нормальным атмосферным давлением называется такое давление, которое способно при температуре 0°С на уровне моря, при географической широте 45° уравновесить столб ртути высотой 760 мм, что соответствует 1013,25 гектопаскалям (гПа).
1 гПа - это давление, которое оказывает тело массой около 1 г на 1 см2 поверхности; 1 гПа равен 0,7501 мм рт.ст.
Для пересчета величины давления, выраженной в мм рт.ст. в гектопаскали надо полученную величину умножить на 4/3. Обычные колебания атмосферного давления находятся в пределах 760±20 мм рт.ст., или 1013±26,5 гПа. Это нормальная, или физическая, атмосфера (т. е. 1 атм). Атмосфера техническая (обозначение — ат) равна давлению, вызываемому силой 1 кгс, равномерно распределенному по перпендикулярно расположенной к ней поверхности площадью 1 см2, т. е. 1 ат = 1 кгс/см2 = 735,56 мм рт. ст.
Производственная деятельность людей протекает чаще при давлении атмосферы, близком к среднему. Оно равномерно распределяется по всему телу и уравновешивается давлением газов внутри организма (в крови, полостных органах и тканях). При производстве работ под водой или в кессонах работающие находятся в условиях повышенного давления, а при подъеме в горы, поднятии над землей в летательных аппаратах люди пребывают в условиях пониженного атмосферного давления.
Величину атмосферного давления определяют с помощью ртутных (сифонного и чашечного) барометров или металлических (барометров-анероидов). Для длительной регистрации атмосферного давления применяют барографы.
Ртутный сифонный барометр имеет барометрическую трубку, закрепленную на доске со шкалой, градуированной в мм рт.ст. Атмосферное давление, уравновешивая столб ртути в запаянной с одного конца трубке, равно разности высоты столба ртути в длинном и коротком коленах трубки. Объем ртути, находящейся в трубке, при колебании температуры воздуха изменяется, поэтому показания барометра приводят к температуре равной 0°С по формуле:
(8)
В0 - показания барометра, приведенного к 0°С, в мм рт.ст.;
Вt - показания барометра при имеющейся температуре, в мм рт.ст.;
t - температура воздуха в период определения, в 0°С;
0,000162 - коэффициент расширения ртути.
Величину поправки к показаниям барометра можно определить используя специальную таблицу (табл.10).
Таблица 10
Поправки для приведения показаний ртутного барометра к 0°С
| Температура | Показания барометра в мм рт. ст. | |||
| 740 | 750 | 760 | 770 | |
| -10° | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,3 |
| -5° | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| + 0° | +0.0 | 0 | 0 | 0 |
| + 5° | -0,6 | -0,6 | -0,6 | -0,6 |
| +10° | -1,2 | -1,2 | -1,2 | -1,2 |
| +20° | -2,4 | -2,5 | -2,5 | -2,5 |
| +25° | -3,0 | -3,1 | -3,1 | -3,1 |
Ртутный чашечный барометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, наполненную ртутью; верхний конец трубки запаян, а нижний погружен в чашку с ртутью. Воздух, оказывая давление на поверхность ртути в чашке, удерживает часть ртути в трубке, уравновешивая ее тяжесть.
Барометрическая трубка заключена в корпус, в котором имеется вертикальная прорезь, позволяющая видеть мениск ртути. Границу ртути определяют с помощью нониуса и шкалы. Перед снятием показаний следует слегка постучать по оправе барометра. Затем с помощью винта нониус устанавливают так, чтобы его нулевая точка находилась на одной линии с вершиной ртутного мениска. Определяют деление шкалы нониуса, совпадающее с каким-либо делением шкалы барометра, это деление указывает десятые доли миллиметра. Целое число миллиметров находят на барометрической шкале под мениском ртути.
Барометр-анероид. Данным прибором давление определяется за счет того, что происходит изменение формы упругих твердых тел. Это изменение при помощи рычажной и зубчатой системы передаете стрелкой на заранее градуированный циферблат. Стрелка прямо указывает барометрическое давление в сотнях и десятках; единицы же отсчитываются по шкале. В практической деятельности чащ используются барометры-анероиды.
Барограф - это самопишущий прибор, применяемый для систематических наблюдений за ходом барометрического давления в течение определенного промежутка времени, на который рассчитан часовой механизм прибора. Принцип его устройства основан на том, что пишущее перо, скользящее по особо разграфленной бумаге соединено с барометром-анероидом в результате можно зафиксировать колебания давления во времени.
Действие повышенного давления. Человек оказывается в условиях повышенного давления в процессе водолазных спусков и кессонных работ (франц. caisson — ящик), при подводном плавании в аквалангах, при лечении сжатым воздухом или кислородом в камерах повышенного давления (окигенобаротерапия) и барокамерах, предназначенных для проведения хирургических операций.
Работы под повышенным давлением практически всегда предполагают три периода: компрессии — от начала спуска до достижения наибольшей глубины (давления); работы на максимальной глубине (под максимальным давлением) или на грунте; период декомпрессии — подъем или выход на поверхность (снижение давления).
Каждому из названных выше периодов при выполнении работ под избыточным давлением присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме. Необходимо помнить, что чем выше давление, при котором осуществляются работы, тем продолжительнее время компрессии и декомпрессии, которое включается в продолжительность рабочей смены.
При строгом соблюдении режима безопасности изменения давления переносятся работающими без каких-либо выраженных неприятных ощущений.
Если режим компрессии (время и скорость изменения давления) не соблюдается, то при переходе от нормального давления к повышенному и обратно могут развиваться различные патологические явления (чувство сдавливания и боли в воздухоносных полостях, особенно в полости среднего уха).
При работе в условиях гипербарии и соответственно повышенной плотности воздуха снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. На начальном этапе может отмечаться повышение физической работоспособности, легкая эйфория. При длительном пребывании под давлением порядка 4-7 избыточных атмосфер могут появляться симптомы токсического действия некоторых газов, входящих в состав вдыхаемого воздуха и прежде всего азота. Оно выражается в нарушении координации движений, общем возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, снижение критической оценки происходящего расстройстве зрения и слуха.
Наиболее опасным является период декомпрессии, во время которого или вскоре после его завершения (через 30-60 мин нахождения в условиях нормального атмосферного давления) может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Сущность происходящих явлений состоит в том, что в процессе нахождения человека под повышенным давлением, артериальная кровь и ткани с высоким содержанием липидов и жиров насыщаются (сатурируются) азотом воздуха, что приводит к практически полному насыщению организма азотом примерно через 4 часа.
В процессе декомпрессии происходит рассыщение (десатурация) тканей от азота, вследствие падения парциального давления в альвеолярном воздухе. В крови, других жидких средах и замкнутых полостях образуется множество газовых пузырьков, которые вызывают газовую эмболию (закупорка сосудов пузырьками газа). При устранении блокады сосуда газовым эмболом, например при лечебной рекомпрессии, ток крови восстанавливается. Если этого не происходит своевременно, то развивается стаз — явление необратимое, характеризующееся свертыванием крови, полной потерей мелкими сосудами и капиллярами тонуса с последующим некрозом их стенок.
Тяжесть декомпрессионной (кессонной) болезни и её симптоматика определяются массовостью закупорки сосудов аэроэмболами, их калибром и локализацией. Различают легкие формы декомпрессионной болезни, средней тяжести и тяжелые (вплоть до летального исхода).
Развитию декомпрессионной болезни способствует ряд факторов производственной среды: переохлаждение и перегревание организма, усталость. Понижение температуры приводит к отчетливому сужению сосудов, замедлению кровотока, замедлению удаления азота из тканей в процессе десатурации. Рассыщение организма замедляется и при его перегревании, когда вследствие затруднения теплоотдачи в условиях повышенного давления, наблюдается профузное потоотделение, сгущение крови и замедление ее движения. Усталость неблагоприятно отражается на работе сердечно-сосудистой системы, ухудшается выведение газа из организма. Из индивидуальных особенностей имеет значение: возраст человека, тип телосложения, объем функциональных резервов и адаптационных возможностей организма к условиям повышенного давления.
При возникновении признаков декомпрессионной болезни необходимо срочно поместить пострадавшего в барокамеру, где создается давление, соответствующее тому, при котором происходила работа. Лечебная рекомпрессия показана при всех формах болезни.
Кроме того работа водолазов характеризуется пребыванием в необычной (водной) среде, которая является более плотной, более теплоемкой и более теплопроводной, чем воздух, что приводит к охлаждению организма. При движении для преодоления относительно плотной среды от водолаза требуются большие энергетические затраты.
Среди явлений, наблюдаемых в воде, известно понижение кожной чувствительности из-за равномерного давления на тело воды с температурой ниже температуры тела, поэтому даже значительные ранения и ушибы могут оказаться незамеченными, что может приводить к большим кровопотерям.
При применении аппаратов автономного дыхания не исключены проявления кислородного голодания, отравление высокими концентрациями азота, углекислого газа и кислорода, а также баротравма легких и утопление.
Работы в условиях повышенного давления регламентируются рядом документов: в которых отражены меры по профилактике специфической патологии и безопасному проведению работ под повышенным давлением.
Действие пониженного давления как профессиональный фактор встречается при выполнении различных работ в горной местности. В горах осуществляется строительство дорог, гидроэлектростанций и промышленных предприятий, проведение геологоразведочных работ и добыча полезных ископаемых. Дальнейшее развитие получают туризм и альпинизм, воздушные виды спорта (парашютный, дельтапланеризм и др.).
Известно, что чем выше над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление, соответственно меньше парциальное давление газов входящих в состав воздуха, и прежде всего кислорода. Так, на высоте 1000 м над уровнем моря оно равно 734 мм рт. ст., 2000 м - 569 мм, 3000 м -526 мм, а на высоте 15000 м - 90 мм рт. ст. Примерно 12—16% людей, впервые поднявшихся в горы, испытывают трудности при адаптации и подвержены заболеваниям высокогорья. Подъем на высоту более 4500 м, где атмосферное давление ниже 430 мм рт. ст., без подачи кислорода для дыхания переносится тяжело, а на высоте 8000 м (давление 277 мм рт. ст.) человек теряет сознание.
Физиологические сдвиги в организме и развитие комплекса симптомов присущих высотной болезни (горной болезни) обусловлены кислородным голоданием (экзогенной гипоксической гипоксией), которое начинает формироваться на высоте 2500—3000 м, и развивается у большинства людей — на высоте 4500 м. Структурами наиболее чувствительными к гипоксии являются: мышца сердца, кора головного мозга и мозжечок, зрительный анализатор. К ранним симптомам высотной болезни относятся: головокружение, повышенная утомляемость, апатия. В дальнейшем отмечаются: нарушение координации движений, головная боль, резкая слабость, адинамия, выраженное снижение памяти и внимания, эмоциональная лабильность (от эйфории до ступорозного состояние), что сопровождается неадекватной оценкой своего состояния, немотивированными действиями и поступками. Снижается острота зрения.
Развитие высотной болезни зависит от скорости подъема, состояния организма (физическое утомление, охлаждение), дыхания ионизированным воздухом, воздействия ультрафиолетовой радиации.
Помимо кислородного голодания, отмечаются декомпрессионные расстройства, первые признаки которых появляются, начиная с высоты 6000—8000 м. Декомпрессионные расстройства связаны, прежде всего, с механическим действием изменившегося барометрического давления на воздухосодержащие полости — среднее ухо, придаточные пазухи костей черепа, кишечник, легкие.
Профилактические мероприятия. Для предупреждения горной болезни реализуется целый комплекс профилактических мероприятий: рациональный режим труда и отдыха, организация рационального питания, механизация и автоматизация производственных процессов, перевозка рабочих к месту работы и домой, снижение загазованности и запыленности на рабочем месте. Широко распространенным и эффективным мероприятием по борьбе с высотной болезнью является подача кислорода для дыхания при подъеме на большую высоту (свыше 4500 м).
При выполнении физических и напряженных умственных работ в условиях пониженного атмосферного давления необходимо учитывать относительно быстрое развитие утомления, поэтому следует предусматривать периодические перерывы, а в ряде случаев и сокращенный рабочий день.
Особое значение имеет тщательный профессиональный отбор людей, направляемых на работы в горные условия (прежде всего это физически крепкие, абсолютно здоровые, мужчины (преимущественно) в возрасте 20 - 30 лет), после проведения обязательных тестов высотной квалификации в специальных камерах с пониженным давлением.
Положительное значение имеют: предварительная специфическая (в барокамерах, периодическое пребывание в горах) и неспецифическая тренировки, специальные виды спорта и физических упражнений.
Задания для самоконтроля
1. Что такое воздух рабочей зоны?
2. Какие основные нормируемые показатели микроклимата воздуха рабочей зоны вы знаете?
3. Что является источниками теплового излучения?
4. Механизмы терморегуляции человеческого организма?
5. Из каких основных процессов состоит теплоотдача человеческого организма в окружающую среду?
6. Как влияют на человека температура окружающего воздуха, его относительная влажность и скорость движения?
7. Как выбирают параметры микроклимата в производственном помещении?
8. Дайте определение понятий «оптимальные параметры микроклимата» и «допустимые параметры микроклимата».
9. Какие мероприятия используют для поддержания нормальных параметров микроклимата в рабочей зоне?
10. Дайте определение понятий «вентиляция воздуха» и «кондиционирование воздуха».
11. Как рассчитать количество приточного воздуха, требуемого для удаления избытков явной теплоты и влаги из помещения?
12. Дайте определение понятий «приточная вентиляция», «вытяжная вентиляция» и «приточно-вытяжная вентиляция».
13. Что такое воздушные души, воздушные оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы?
14. Какие системы отопления вы знаете?
15. Назовите приборы и устройства для измерения метеорологических условий.
2.1.6. Освещенность. Достаточное освещение жилых, общественных и производственных зданий необходимо в общебиологических целях и для создания нормальных условий при выполнении различных работе. Недостаточное или нерациональное освещение вызывает напряжение зрения, что приводит к утомлению глаз и центральной нервной системы в целом (понижение остроты зрения, работоспособности и др.). Жилые комнаты, классы, спортивные залы, производственные помещения должны освещаться прямым солнечным светом и иметь хорошее искусственное освещение. Обязательным требованиемк освещению являются достаточная его интенсивность, равномерность, отсутствие блесткости, возможности создания резких теней.
Основные светотехнические понятия. Для оценки условий освещения принята международная система световых величин и единиц:
Ø световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое она дает; люмен — является единицей светового потока (световой поток, получаемый абсолютно черным телом, площадью 0,5305 мм2 при температуре затвердения платины);
Ø освещенность — плотность светового потока на освещаемой поверхности; люкс (лк), единица освещенности (освещенность поверхности в 1 м2, на которую падает и равномерно распространяется световой поток, равный 1 люмену).
Часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет, называется световым потоком, обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). С физической точки зрения световой поток — это мощность видимого излучения, т.е. световая энергия, излучаемая по всем направлениям за единицу времени. Но так как измерение светового потока основывается на зрительном восприятии, то световой поток — величина не только физическая, но и физиологическая.
Пространственную плотность светового потока называют силой света и измеряют в канделах (кд). Она характеризует неравномерность распространения светового потока в пространстве.
Следующая светотехническая величина это освещенность. Освещенностью поверхности (Е) называется величина, измеряемая отношением светового потока dФ, падающего на поверхность dS, к величине поверхности dS, т. е.
(9)
Освещенность измеряется в люксах (лк). Освещенность может быть выражена и через силу света.
Яркость используется для характеристики протяженного источника света, обладающего светящейся поверхностью dS. Яркость протяженного источника света L определяется отношением силы света в данном направлении dl к поверхности источника, видимой по этому направлению. Яркость измеряется в кд/м2.
Кроме перечисленных выше светотехнических величин используют коэффициент отражения, характеризующий способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:
, где (10)
j отр – отраженный от поверхности световой поток;
j пад – падающий на поверхность световой поток
р — безразмерная величина.
Естественное освещение. Интенсивность естественного освещения помещений зависит от светового климата, ориентации зданий и расстояния между ними. Важное значение имеют устройство окон, их размеры, качество стекла, его чистота и т. п. Верхний край окна должен по возможности ближе подходить к потолку (15—30 см), т. к. это способствует более глубокому проникновению света в помещение. Рекомендуется: высота подоконников — 0,75—0,9 м, ширина простенков между окнами — не более полуторной ширины окна, площадь оконных переплетов — не более 25% общей поверхности окна.
Наиболее простым и распространенным показателем достаточности естественного освещения помещения служит световой коэффициент — отношение остекленной поверхности окон к площади пола. Он выражается дробью, числителем которой является остекленная поверхность окон (без рам и оконных переплетов), а знаменателем — площадь пола. В жилых комнатах световой коэффициент должен быть не менее 1/8—1/10, в спортивных залах — не менее 1/6, в зале плавательного бассейна, в комнатах инструкторов и врачебных кабинетах — 1/5—1/6, массажных — 1/8—1/10, раздевальных и душевых — 1/10—1/11, классах и аудиториях — 1/4—1/5.
Этот показатель, не учитывает возможную затененность окон противостоящим зданием, влияние на освещенность формы комнаты, ориентации окон по странам света и др. Для уточнения этого измеряют угол падения световых лучей, который должен быть не менее 27°, угол отверстия — не менее 5°, дающий представление об освещенности исследуемого места за счет части неба, видимой из окна. Величина угла падения бывает больше в местах, расположенных ближе к окну, а угол отверстия — в верхних этажах.
Другим показателем степени обеспеченности помещений дневным светом является коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение освещенности в данной точке помещения к одновременной наружной освещенности в условиях рассеянного света, выраженное в процентах.
(11)
Освещенность под открытым небом в зависимости от светового климата, т. е. широты местности, времени года и т. д., колеблется в пределах от 700 до 16000 и более люксов. Естественная освещенность внутри жилых помещений при боковом освещении считается достаточной, когда в наиболее удаленных от окон местах она составляет не менее 0,5% наружной освещенности (КЕО = 0,5%); в спортивных сооружениях — не менее 1%, в классах, читальных — не менее 1,25%.
На фактическую освещенность внутри помещения влияет также качество и состояние стекол: волнистые и загрязненные стекла задерживают до 50% света, промерзшие — до 80%. Обыкновенные стекла задерживают значительный процент ультрафиолетовых лучей, а именно лучи с длиной волны короче 310 мм, что существенно понижает биологический и бактерицидный эффект света, проникающего в помещение. Задерживают свет шторы и цветы на подоконниках (тюлевые занавески поглощают до 40% света, белые ткани — до 50—60%, тяжелые портьеры — до 80%).
Искусственное освещение. По функциональному назначению различают следующие виды искусственного освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное.
В настоящее время в РФ применяется почти повсеместно электрическое освещение, которое способно обеспечить достаточную и равномерную освещенность во всем помещении. Чаще всего используются лампы накаливания, где световая энергия образуется за счет накала вольфрамовой спирали при прохождении через нее электрического тока. Широко распространены люминесцентные лампы — матовые стеклянные трубки, внутри которых находятся пары ртути. Внутренняя их поверхность покрыта люминофором — веществом, способным преобразовывать невидимую ультрафиолетовую радиацию в видимые световые лучи. В концы трубок впаяны электроды. После включения электрического тока между ними образуется дуга ртутного спектра с большим количеством ультрафиолетовых лучей, которые преобразуются в видимое излучение.
В настоящее время выпускаются различные типы люминесцентных ламп, отличающиеся характером распределения светового потока по спектру.
Лампы дневного света (ЛД) имеют голубоватый цвет свечения, по спектральной характеристике излучения они близки к рассеянному дневному свету, отличаясь от последнего преобладанием энергии в сине-фиолетовой и желто-зеленой частях спектра и меньшей интенсивностью в красной части. Цветовая температура их равна 6500° К.
ü Лампы дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ) по спектральному составу излучения более близки к естественному свету.
ü Люминесцентные лампы типа ЛЕ наиболее близки к спектру естественного солнечного света.
ü Лампы белого света (ЛБ) дают излучение с меньшим содержанием сине-фиолетовых лучей, чем лампы дневного света цвет свечения ламп имеет слегка желтоватый оттенок, их цветовая температура равна 3500°К.
ü Лампы холодного белого света (ЛХБ) по спектру излучения занимают промежуточное положение между лампами ЛБ, ЛД, их цветовая температура равна 4800°К.
ü Лампы тепло-белого света (ЛТБ) по спектру излучения характеризуются цветовой температурой около 2850°К, дают свет своеобразного розовато-белого оттенка.
Люминесцентные лампы имеют преимущество перед лампами накаливания, по своему спектру они приближаются к дневному и дают мягкий рассеянный и равномерный свет почти с полным отсутствием теней и бликов на освещаемой поверхности. Яркость люминесцентных ламп во много раз меньше, чем ламп накаливания, что позволяет применять их без абажуров. Наконец, они почти в три раза экономичнее ламп накаливания. Недостатком люминесцентного освещения является пульсация светового потока при однофазном токе, из-за чего движущиеся предметы могут восприниматься как двоящиеся, что, например, при игре в теннис затрудняет правильное восприятие летящего мяча (стробоскопический эффект). Для уменьшения стробоскопического эффекта смежные светильники должны подключаться к разным фазам электрической сети.
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) представляют собой ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью. По сравнению с лампами накаливания лампы ДРЛ обладают рядом преимуществ, основным из которых является высокая световая отдача. От люминесцентных ламп, ДРЛ отличаются значительно большей мощностью и наибольшими размерами, что дает возможность создавать высокие освещенности при относительно небольшом числе ламп. Существенное преимущество ламп ДРЛ перед другими источниками света отмечено при высоте помещения более 12—14 м, при высоте ниже 6 м применение их нецелесообразно.
По спектральному составу излучения лампы ДРЛ значительно отличаются от люминесцентных и ламп накаливания. При освещении лампами ДРЛ усиливается интенсивность зеленых и голубых тонов, а также резко искажается цветопередача ряда других тонов. В связи с этим лампы ДРЛ можно применять только в таких производственных помещениях, в которых выполняемая работа не требует правильной цветопередачи и не связана с различием цветов, например, в высоких цехах машиностроительной, металлургической промышленности, судостроения, а также для наружного освещения.
Лампы ДРИ представляют собой ртутные лампы высокого давления с добавкой йодидов металлов. Их называют также металлогалогенными лампами (МГЛ) или ртутногалогенными. Эти лампы разработаны на базе ламп ДРЛ и конструктивно мало от них отличаются. По сравнению с лампами ДРЛ они имеют высокую световую отдачу (80 лм) ВТ и больше, у ламп ДРЛ — 40—50 лм (ВТ) и улучшенную цветность излучения. Спектр излучения ламп зависит от конкретного йодида металла, что дает возможность подбором металлогалогена или их сочетания совершенствовать спектральный состав излучения ламп ДРИ и дает основание считать принципиальное возможным создание высокоэффективных ламп не только с точки зрения светотехнических, но и физиолого-гигиенических характеристик. В РФ в настоящее время выпускаются лампы с добавкой йодидов натрия, таллия и индия мощностью 250 и 700 Ватт (налажен выпуск ламп мощностью 400, 1000 и 2000 Вт) со световой отдачей 65—85 лм/Вт и сроком службы 5000 ч.
Газоразрядные ртутные лампы с металлогалогенными добавками являются одним из наиболее экономичных источников света общего назначения. Высокая эффективность этих ламп открывает широкие возможности их использования для освещения производственных помещений большой высоты и площади, строительных площадок, карьеров, а также др. мест работы под открытым небом.
Ксеноновые лампы представляют собой вид газоразрядных ламп, основанных на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах. Ксеноновые лампы применяются для наружного архитектурного освещения зданий и площадей, для освещения проездов, горнорудных карьеров, территорий промышленных предприятий, для киноосветительной аппаратуры и др. Спектр излучения ксеноновых ламп почти полностью воспроизводит спектр солнечного света и поэтому позволяет правильно воспринимать цветовые оттенки, с учетом этого, ксеноновые лампы следует рассматривать как перспективный источник света и для внутреннего освещения.
Выбор источников освещения зависит от назначения помещений. Люминесцентные лампы особенно удобны при работах, связанных с распознаванием цветовых оттенков, требующих длительного напряжения зрения, и для освещения больших пространств (клубы, театры, вокзалы). Они обеспечивают получение равномерного освещения. Для освещения производственных помещений, спортивных залов и открытых спортивных сооружений, кроме люминесцентных и обычных ламп накаливания, стали применять йодные лампы накаливания (кварцевые лампы накаливания с вольфрамово-йодным циклом), которые облегчают создание высокой степени освещенности и имеют более длительный срок горения.
Системы освещения. Для обеспечения выполнения однотипных работ по всему помещению; высокой плотности рабочих мест; невысокой точности работ используют общее искусственное освещение.
Если необходимо обеспечить освещение работ высокой точности; с определенным направлением светового потока; в ограниченных размерах по площади и невысокой плотности распределения рабочих мест производят оборудование комбинированного освещения.
Комбинированная система более экономична, но лучшие общегигиенические условия работы обеспечивает всё-таки общая система освещения.
Местное освещение устраивается у рабочих поверхностей в виде настольных ламп и т. п. Оно должно давать свет, превосходящий по силе освещенности окружающих поверхностей. Это облегчает работу, способствуя концентрации внимания. Вместе с тем следует избегать слишком большого контраста между освещением рабочей поверхности и окружающей площади, так как при кратковременных перерывах в работе глаза должны приспосабливаться к резкой перемене света, что ведет их к утомлению.
Действующие нормы запрещают применение одного местного освещения.
Общее освещение, при комбинированной системе, должно создавать на рабочей поверхности освещенность не менее 10% величины, нормируемой при комбинированном, но не менее 150 лк при газоразрядных лампах и 50 лк при лампах накаливания. В помещениях без естественного света освещенность рабочей поверхности от светильников общего освещения при системе комбинированного должна составлять 20% нормируемой величины при комбинированном освещении, но не менее 200 л к при газоразрядных лампах и не менее 100 лк при лампах накаливания.
Светильники состоят из источника света и арматуры. Последняя выполняет ряд функций: перераспределение светового потока, защита глаз от блесткости, предохранение источника света от загрязнения и повреждений, а также служит для подводки электрического питания и крепления лампы.
Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия — отношение светового потока светильника к световому потоку помещенной в него лампы.
Светильники классифицируются по распределению светового потока в пространстве, по форме кривой силы света, а также в зависимости от исполнения, назначения и способа установки.
По направлению светового потока различают светильники: прямого света — в нижнюю полусферу излучается не менее 80% всего потока; преимущественно прямого света — в нижнюю полусферу излучается от 60 до 80% светового потока; рассеянного света — в каждую полусферу излучается от 40 до 60% потока; преимущественно отраженного света — в верхнюю полусферу излучается от 60 до 80% потока; отраженного света — в верхнюю полусферу излучается более 80% светового потока.
Важным является также рациональное размещение и подвес источников общего освещения в классах в библиотеках и производственных помещениях. Так в классах, в библиотеках они должны быть подвешены не ниже 2,6 м от пола, в производственных помещениях, лабораториях и т. д., все определяется характером зрительной работы. Расположение светильников большей частью должно быть равномерным, симметричным, и только в помещениях с неравномерным размещением рабочих поверхностей допускается локальное расположение источников общего освещения. При наличии местного освещения у рабочих поверхностей необходимо, чтобы освещенность, создаваемая лампами общего освещения, составляла не менее 10—20% освещенности, имеющейся на рабочих местах. В противном случае местное освещение создает резкий контраст между яркой освещенностью на рабочих и окружающих поверхностях, что приводит к быстрому утомлению.
Светильники с люминесцентными лампами располагают в основном рядами. При большой высоте помещения и необходимости создавать большие уровни освещенности устраивают сдвоенные или строенные ряды светильников.
Всё многообразие светильников и требования к ним определяются целым рядом нормативных документов.
Исследование естественной освещенности. При оценке естественной освещенности следует учитывать: а) ориентацию помещения по странам света; б) степень затенения света соседними зданиями, деревьями; в) форму окон, их число, размеры, состояние стекол, конструкцию переплетов; г) высоту верхнего края окон и подоконника; д) глубину комнаты.
При гигиенической оценке естественной освещенности определяют:
- световой коэффициент — отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. Выражается дробью, где числитель единица.
- коэффициент естественной освещенности (КЕО). Освещенность естественным светом зависит от времени дня, сезона и атмосферных условий. Эта относительная величина, выраженная в процентах, называется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) и определяется по формуле:
, где (12)
Ев — освещенность внутри помещения;
Ен—освещенность снаружи здания (определяется на горизонтальной плоскости в условиях экранирования прямых солнечных лучей). Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром.
Угол падения образуется двумя линиями, из которых одна горизонтальная, проводится от места определения к нижнему краю окна, а другая — от места определения к верхнему краю окна; угол находят по tg — это отношение противолежащего катета к прилежащему (табл.11).
Таблица 11
Значения тангесов углов прямоугольных треугольников
| < ά | tg < ά | < ά | tg < ά | < ά | tg < ά |
| 1 | 0,017 | 16 | 0,287 | 31 | 0,601 |
| 2 | 0,035 | 17 | 0,306 | 32 | 0,625 |
| 3 | 0,052 | 18 | 0,325 | 33 | 0,649 |
| 4 | 0,070 | 19 | 0,344 | 34 | 0,675 |
| 5 | 0,067 | 20 | 0,346 | 35 | 0,700 |
| 6 | 0,105 | 21 | 0,384 | 36 | 0,724 |
| 7 | 0,123 | 22 | 0,404 | 37 | 0,754 |
| 8 | 0,141 | 23 | 0,424 | 38 | 0,781 |
| 9 | 0,158 | 24 | 0,445 | 39 | 0,810 |
| 10 | 0,176 | 25 | 0,446 | 40 | 0,839 |
| 11 | 0,194 | 26 | 0,488 | 41 | 0,869 |
| 12 | 0,213 | 27 | 0,510 | 42 | 0,900 |
| 13 | 0,231 | 28 | 0,532 | 43 | 0,933 |
| 14 | 0,249 | 29 | 0,554 | 44 | 0,966 |
| 15 | 0,268 | 30 | 0,577 | 45 | 1,000 |
Угол отверстия образуется двумя линиями, из которых одна ВА (верхняя) идет от места определения к верхнему краю окна, а другая (нижняя) направляется к высшей точке противоположного здания ВЕ, дерева и т. д. Чтобы найти этот угол, от угла ABC надо отнять угол ЕВС. Углы освещения дают представление о степени распределения светового потока на конкретном рабочем месте (рис.6).
Рис. 6. ABC — угол падения; ABе — угол отверстия.
Коэффициент глубины заложения — это отношение высоты верхнего края окна над полом к глубине помещения. Должен быть не более 1:3,5.
Исследование искусственной освещенности. Освещенность измеряется объективным люксметром и сопоставляется со значениями, установленными в нормативных документах. В отечественной практике наиболее часто применяют люксметры марок Ю-16, Ю-116, Ю-117. Допустимыми изменениями освещенности в меньшую сторону можно считать не более 10% нормируемой величины. Увеличение освещенности (по сравнению с нормами) до любой практически осуществимой величины является желательным.
Люксметр состоит из селенового фотоэлемента и стрелочного гальванометра. Принцип работы фотоэлемента основан на образовании фототока под действием света из слоя селена; величина фототока пропорциональна световому потоку, падающему на поверхность фотоэлемента. Фототок измеряется гальванометром, который градуируется непосредственно в люксах. Чувствительность селенового фотоэлемента к различным участкам видимого спектра неодинаков, поэтому показания люксметра будут верны только при измерениях освещенности от такого источника света, при котором отградуирован прибор. Так как люксметр обычно градуируется при лампах накаливания, то при замерах освещенности, создаваемой другими источниками света, вводится поправочный коэффициент: для люминесцентных ламп типа ЛБ—1,1, типа ЛД—0,9, для естественного освещения — 0,8.
При замерах освещенности гальванометр устанавливается горизонтально, а фотоэлемент — в плоскости поверхности, на которой надо произвести измерение освещенности. Измерения производятся на основном участке рабочего места и в нескольких точках, различно расположенных на рабочей поверхности. Последнее дает возможность оценить распределение освещенности по рабочей поверхности. При замерах освещенности следует избегать случайных затенений, с другой стороны, тени, имеющиеся на рабочей поверхности при выполнении производственного процесса, не должны специально устраняться в момент обследования. Нельзя делать заключения на основании замеров различно расположенных точек на рабочей поверхности, а также несколько характерных точек, различно ориентированных в помещении.
Для измерения яркости используют промышленно выпускаемые яркомеры типа (Аргус-02; -12; ТКА-ПКМ-02; -41; -61; -65).
К средствам индивидуальной защиты органов зрения относятся различные защитные очки, щитки и шлемы. Все они должны защищать органы зрения от ультрафиолетового и инфракрасного излучений, повышенной яркости видимого излучения и ряда других факторов. Указанные средства защиты снабжены специальными светофильтрами, которые подбираются в зависимости от характера и интенсивности излучения
Производственное освещение — неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При правильно организованном освещении рабочего места обеспечивается сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность труда и качество выпускаемой продукции находятся в прямой зависимости от освещения.
-Задания для самоконтроля
1. Охарактеризуйте основные световые величины.
2. Какие виды производственного освещения вы знаете?
3. Что такое коэффициент естественного освещения (КЕО)?
4. Какие разновидности имеет искусственное освещение?
5. Охарактеризуйте источники искусственного освещения.
6. Как нормируется производственное освещение?
7. Как рассчитывается световой поток от лампы или группы ламп?
8. Как измеряется освещенность в производственном помещении?
2.1.7. Шум– беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся случайным изменением амплитуды, частоты.
По спектру шум различается на тональный и широкополосный:
- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (превышение уровня звукового давления в одной из 1/3 октавной полосе над соседними, не менее чем на 10 дБ). Пример тонального шума – писк.
- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы (октава – ступень изменения высоты тона, который соответствует изменение частоты в 2 раза). Слышимые человеком частоты охватывают диапазон 10 октав.
По временным характеристикам шумы разделяются на:
-постоянный, когда уровень звука за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБ (пример такого шума – шум в котельных);
-непостоянный, когда уровень звука за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБ.
В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:
- колеблющийся во времени, когда уровень звука непрерывно изменяется во времени (пример такого шума – шум в цехе, где много станков, но работают они не все сразу, а группами);
- прерывистый, когда уровень звука ступенчато изменяется (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 секунду и более (пример такого шума – шум в цехе, где работает один станок);
- импульсный, когда шум состоит из одного или нескольких сигналов, каждый длительностью менее 1 секунды, при этом уровни звука, измеренные в дБ отличаются не менее чем на 7 дБ (пример такого шума – работа пресса или молота).
Основные характеристики звуковых колебаний – частота и амплитуда.
Частота звуковых колебаний воспринимается на слух как высота тона.
Единица измерения частоты – герц – это частота, при которой в 1 секунду происходит 1 колебание. Человек воспринимает звуковые колебания от 16 до 20000 Гц.
Амплитуда звуковых колебаний воспринимается на слух как громкость.
Громкость звука растет пропорционально логарифму силы звука. Громкость звука изменится на единицу, если его энергия увеличится или уменьшится в 10 раз.
Единица громкости – бел. Для практических целей используется десятая часть этой единицы – децибел (дБ).
Звук может состоять из одного чистого тона, но чаще всего он представляет собой сочетание многих тонов различных уровней (громкости) и высот (высокая и низкая частота).
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1063; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!