Реферат обеспечение комфортных условий труда: микроклимат помещения
отопление, освещение и др.) в
первую очередь относятся к
обеспечению их на рабочем
месте.
Микроклимат
помещений
Механизмы теплообмена между человеком
и окружающей средой.
Человек
постоянно находится в состоянии
обмена теплотой с окружающей средой.
Наилучшее тепловое самочувствие человека
будет тогда, когда тепловыделения
организма человека полностью отдаются
окружающей среде, т. е. имеет место тепловой
баланс. Превышение тепловыделения организма
над теплоотдачей в окружающую среду приводит
к нагреву организма и к повышению его
температуры — человеку становится жарко.
Наоборот, превышение теплоотдачи над
тепловыделением приводит к охлаждению
организма и к снижению его температуры
— человеку становится холодно.
Средняя
температура тела человека — 36,5 °С.
Даже незначительные отклонения от этой
температуры в ту или другую сторону
приводят к ухудшению самочувствия
человека.
Тепловыделения
организма определяются прежде всего
тяжестью и напряженностью выполняемой
человеком работы, в основном величиной
мышечной нагрузки.
Параметрами
микроклимата, при которых выполняет
работу человек и от которых зависит
теплообмен между организмом человека
и окружающей средой, являются температура
окружающей среды, скорость движения воздуха
и влажность (относительная) воздуха.
Чтобы
понять, почему именно эти параметры
определяют теплообмен человека с окружающей
средой, рассмотрим механизмы, за счет
которых теплота передается от одного
предмета к другому (в частности,
от человека к окружающей его среде
и наоборот). Передача теплоты от
че-ловека к окружающей среде и наоборот
осуществляется за счет тепло-проводности,
конвективного теплообмена, излучения,
испарения и с выдыхаемым воздухом.
Передача
теплоты осуществляется за счет теплопроводности.
Теплота
может передаваться только от тела
с более высокой температурой
к телу с менее высокой температурой.
Интенсивность отдачи теплоты зависит
от разности температур тел (в нашем
случае — это температура тела
человека и температура окружающих
человека предметов и воздуха) и теплоизолирующих
свойств одежды.
Т.
к. температура тела человека относительно
величины 36,5 °С варьируется в небольшом
диапазоне, то изменение отдачи теплоты
от человека происходит в основном за
счет изменения температуры окружающей
человека среды.
Если
температура воздуха или окружающих
человека предметов выше температуры
36,5 оС, происходит не отдача теплоты
от человека, а наоборот его нагрев. Поэтому
при нахождении человека у нагревательных
приборов или горячего производственного
оборудования теплота от них передается
человеку, и происходит нагрев тела.
Одежда
человека обладает теплоизолирующими
свойствами: чем более теплая одежда,
тем меньше теплоты отдается от человека
окружающей среде.
Передача
теплоты осуществляется также за
счет конвективного теплообмена. Воздух,
находящийся вблизи теплого предмета,
нагревается. Нагретый воздух имеет
меньшую плотность и, как более
легкий, поднимается вверх, а его
место занимает более холодный воздух
окружающей среды.
Явление
обмена порций воздуха за счет разности
плотностей теплого и холодного
воздуха называется естественной конвекцией.
Если
теплый предмет обдувать холодным воздухом,
то процесс замены более теплых слоев
воздуха у предмета на более холодные
ускоряется. В этом случае у нагретого
предмета будет находиться более
холодный воздух, разность температур
между нагретым предметом и окружающим
воздухом будет больше, и, как мы
уже выяснили раньше, интенсивность
отдачи тепла от предмета окружающему
воздуху возрастет. Это явление
называется вынужденной конвекцией.
Еще
одним механизмом передачи теплоты
от человека окружающей среде является
испарение. Если человек потеет, на
его коже появляются капельки воды,
которые испаряются, и вода из жидкого
состояния переходит в парообразное.
Этот процесс сопровождается затратами
энергии на испарение и в результате охлаждением
организма.
Для
каждой температуры воздуха характерно
максимальное количество воды, которое
может находиться в единице объема
воздуха в парообразном состоянии.
Обычно
влажность воздуха измеряют величиной
относительной влажности, выраженной
в процентах. Например, относительная
влажность 70 % означает, что в воздухе
воды в парообразном состоянии находится
70 % от максимально возможного количества.
Относительная влажность 100 % означает,
что воздух насыщен водяными парами
и в такой среде испарение
происходить не может.
Таким
образом, относительная влажность
— это отношение массы водяного
пара, содержащегося в единице
объема воздуха, к массе водяного
пара, содержащегося в насыщенном
водяными парами воздухе (предельной массе
водяного пара, которая может содержаться
в воздухе при данной температуре).
Интенсивность
испарения возрастает при увеличении
скорости движения воздуха. Это объясняется
теми же причинами, что и увеличение
теплообмена при вынужденной
конвекции. Слои воздуха, находящиеся
вблизи тела человека и насыщенные
водяными парами, за счет движения воздуха
удаляются и заменяются более
сухими порциями воздуха, при этом возрастает
интенсивность испарения.
Следующим
механизмом отдачи теплоты от человека
окружающей среде является теплота
выдыхаемого воздуха. В процессе
дыхания воздух окружающей среды, попадая
в легкие человека, нагревается и
одновременно насыщается водяными парами.
Таким образом, теплота выводится
из организма человека с выдыхаемым
воздухом.
Последним
механизмом теплообмена между человеком
и окружающими предметами является
излучение. Тепловая энергия, превращаясь
на поверхности горячего тела в лучистую
(электромагнитную волну) — инфракрасное
излучение, передается на другую — холодную
— поверхность, где вновь превращается
в тепловую. Лучистый поток тем больше,
чем больше разница температур человека
и окружающих предметов. Причем лучистый
поток может исходить от человека, если
температура окружающих предметов ниже
температуры человека и наоборот, если
окружающие предметы более нагреты. Направление
тепловых потоков может быть от человека
к окружающим человека воздуху и предметам
и наоборот, в зависимости от того, что
выше — температура тела человека или
окружающего воздуха и окружающих его.
Терморегуляция
организма человека
Метеорологические параметры, такие как
температура, скорость движения воздуха
и относительная влажность определяют
теплообмен человека с окружающей средой
и, следовательно, самочувствие человека.
Совокупность указанных параметров называется
микроклиматом. Параметры микроклимата
в природной среде и в производственных
условиях могут изменяться в широких пределах.
Так, на уровне моря отмечено изменение
температуры от -88 до 60 “С; скорости
движения воздуха — от 0 до 100 м/с и даже
более; относительной влажности — от 10
до 100 % и барометрического давления – от
680 до 810 мм рт. ст. (90…108 кПа). Как уже было
показано ранее, в определенном диапазоне
параметров микроклимата имеет место
тепловой баланс между тепловыделениями
в организме человека и отдачей теплоты
в окружающую среду. В условиях теплового
баланса имеет место комфортное тепловое
самочувствие человека, при которой нагрузка
на системы организма человека, поддерживающие
его нормальную температуру, минимальна.
Нарушения
теплового баланса в ту или
иную сторону вызывают в организме
человека реакцию, способствующую восстановлению
баланса. Процессы регулирования тепловыделений
для поддержания нормальной (36,5 °С)
температуры человека называются терморегуляцией.
Терморегуляция осуществляется биохимическим
путем, изменением интенсивности кровообращения
и потоотделения. При этом в регулировании
процесса теплообмена участвуют
в большей или меньшей степени
все виды терморегуляции, но одновременно.
Терморегуляция
биохимическим путем состоит в изменении
интенсивности окислительных процессов,
происходящих в организме человека. Внешним
проявлением биохимических регулирующих
процессов является мышечная дрожь, которая,
как уже говорилось, возникает при переохлаждении
организма и повышает тепловыделения
в организме.
Терморегуляция
изменением интенсивности кровообращения
заключается в способности организма
регулировать объем подаваемой крови,
которую в данном случае можно рассматривать
как переносчик тепла от внутренних органов
к поверхности тела человека. Регулирование
объема тока крови осуществляется в организме
за счет сужения или расширения кровеносных
сосудов. При высокой температуре окружающей
среды кровеносные сосуды кожи расширяются,
и к ней от внутренних органов притекает
больше крови, в результате большее ее
количество отдается от внутренних органов
коже, температура кожи повышается, и частично
или полностью восстанавливается интенсивность
отдачи тепла за счет теплопроводности,
конвекции и излучения. При низкой температуре
происходит обратное явление: кровеносные
сосуды сужаются, количество крови, а следовательно
и теплоты, подаваемой к коже, уменьшается,
снижается ее температура, и, как следствие,
отдача тепла от человека окружающей среде.
Кровоснабжение может изменяться в 30 раз,
а в пальцах даже в 600 раз.
Терморегуляция
изменением интенсивности выделения пота
заключается в изменении теплоотдачи
за счет испарения. Испарительное охлаждение
организма может иметь большое значение.
Так, при температуре окружающей среды
36 °С отвод тепла от человека в окружающую
среду осуществляется практически только
за счет испарения пота.
В
определенном диапазоне параметров
окружающей среды система терморегуляции
человека способна поддерживать тепловой
баланс.
Условия
воздушной среды, которые обусловливают
оптимальный обмен веществ в
организме человека и при которых
отсутствуют неприятные ощущения и
напряженность системы терморегуляции,
называют комфортными (оптимальными) условиями.
Зона, в которой окружающая среда
полностью отводит теплоту, выделяемую
организмом человека и отсутствует напряжение
системы терморегуляции, называется зоной
комфорта.
Условия,
при которых нормальное тепловое
состояние человека нарушается, называется
дискомфортным. При небольшой напряженности
системы терморегуляции устанавливаются
условия небольшой дискомфортности. Условия
небольшой дискомфортности определяются
допустимыми значениями метеорологических
параметров. При превышении допустимых
значений метеорологических параметров
система терморегуляции работает в напряженном
режиме, человек испытывает сильный дискомфорт,
нарушается тепловой баланс, и начинается
перегрев или переохлаждение организма
в зависимости от того, в какую сторону
нарушен тепловой баланс.
Вентиляция
и кондиционирование
Параметры микроклимата оказывают непосредственное
влияние на тепловое самочувствие человека
и его работоспособность.
Для
поддержания параметров микроклимата
на уровне, необходимом для обеспечения
комфортности и жизнедеятельности,
применяют вентиляцию помещений, где
человек осуществляет свою деятельность.
Оптимальные параметры микроклимата
обеспечиваются системами кондиционирования
воздуха, а допустимые параметры
– обычными системами вентиляции
и отопления.
Система
вентиляции представляет собой комплекс
устройств, обеспечивающих воздухообмен
в помещении, т.е. удаление из помещения
загрязнённого, нагретого, влажного воздуха
и подачу в помещение свежего,
чистого воздуха. По зоне действия вентиляция
бывает общеообменной, при которой воздухообмен
охватывает всё помещение, и местное, когда
обмен воздуха осуществляется на ограниченном
участке помещения. По способу перемещения
воздуха различают системы естественной
и механической вентиляции.
Система
вентиляции, перемещение воздушных
масс в которой осуществляется благодаря
возникающей разности давлений снаружи
и внутри здания, называется естественной
вентиляцией.
Для
постоянного воздухообмена, требуемого
по условиям поддержания чистоты
воздуха в помещении, необходима
организованная вентиляция, или аэрация.
Аэрацией называется организованная
естественная общеобменная вентиляция
помещений в результате поступления и
удаления воздуха через открывающиеся
фрамуги окон и дверей. Воздухообмен
в помещении регулируют различной степенью
открывания фрамуг (в зависимости от температуры
наружного воздуха, скорости и направления
ветра).
Основным
достоинством естественной вентиляции
является возможность осуществлять
большие воздухообмены без затрат
механической энергии. Естественная вентиляция,
как средство поддержания параметров
микроклимата и оздоровления воздушной
среды в помещении, применяется
для непроизводственных помещений
– бытовых (квартир) и помещений,
в которых в результате работы
человека не выделяется вредных веществ,
избыточной влаги или тепла.
Вентиляция,
с помощью которой воздух подаётся
в помещения или удаляется
из них по системам вентиляционных
каналов, с использованием специальных
механических побудителей, называется
механической вентиляцией. Наиболее
распространённая система вентиляции
– приточно-вытяжная, при которой воздух
подаётся в помещение приточной системой,
а удаляется вытяжной; системы работают
одновременно. Приточный и удаляемый вентиляционными
системами воздух, как правило, подвергается
обработке – нагреву или охлаждению, увлажнению
или очистке от загрязнений. Если воздух
слишком запылён или в помещении выделяются
вредные вещества, то в приточную или вытяжную
систему встраиваются очистные устройства.
Механическая
вентиляция имеет ряд преимуществ
по сравнению с естественной вентиляцией:
большой радиус действия вследствие
значительности давления, созданного
вентилятором; возможность изменять
или сохранять необходимый воздухообмен
независимо от температуры наружного
воздуха и скорости ветра; подвергать
вводимый в помещение воздух предварительной
очистке, осушке или увлажнению подогреву
или охлаждению; организовывать оптимальные
воздухораспределени с подачей воздуха
непосредственно к рабочим местам; улавливать
вредные выделения непосредственно в
местах их образования и предотвращения
их распределения по всему объёму помещения,
а также возможность очищать загрязнённый
воздух перед выбросом его в атмосферу.
К недостаткам механической вентиляции
следует отнести значительную стоимость
её сооружения и эксплуатации и необходимостью
проведения мероприятий по борьбе с шумовым
загрязнением.
Для
создания оптимальных метеорологических
условий в первую очередь в
производственных помещениях применяют
наиболее совершенный вид вентиляции
– кондиционирование. Кондиционированием
воздуха называется его автоматическая
обработка с целью поддержания в производственных
помещениях заранее заданных метеорологических
условий, независимо от изменения наружных
условий и режимов внутри помещения. При
кондиционировании автоматически регулируется
температура воздуха, его относительная
влажность и скорость подачи в помещения
в зависимости от времени года, наружных
метеорологических условий и характера
технологического процесса в помещении.
В ряде случаев могут проводить специальную
обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование
и т.д. Кондиционеры бывают местными –
для обслуживания отдельных помещений,
комнат, и центральными – для обслуживания
групп помещений, цехов и производств
в целом. Кондиционирование воздуха значительно
дороже вентиляции, но обеспечивает наилучшие
условия для жизни и деятельности человека.
Отопление
Целью отопления помещений является поддержание
в них в холодный период года заданной
температуры воздуха. Системы отопления
разделяются на водяные, паровые, воздушные
и комбинированные. Системы водяного отопления
нашли широкое распространение, они эффективны
и удобны. В этих системах в качестве нагревательных
приборах применяются радиаторы и трубы.
Воздушная система охлаждения заключается
в том, что подаваемый воздух предварительно
нагревается в калориферах.
Наличие
достаточного количества кислорода
в воздухе – необходимое условие
для обеспечения жизнедеятельности
организма. Снижение содержания кислорода
в воздухе может привести к
кислородному голоданию – гипоксии,
основные признаки которой – головная
боль, головокружение, замедленная
реакция, нарушение нормальной работы
органов слуха и зрения, нарушение
обмена веществ.
Освещение
Необходимым условием обеспечения комфортности
и жизнедеятельности человека является
хорошее освещение.
Неудовлетворительное
освещение является одной из причин
повышенного утомления, особенно при
напряженных зрительных работах. Продолжительная
работа при недостаточном освещении
приводит к снижению производительности
и безопасности труда. Правильно
спроецированное и рационально
выполненное освещение производственных,
учебных и жилых помещений
оказывает положительное психофизиологическое
воздействие на человека, снижает
утомление и травматизм, способствует
повышению эффективности труда
и здоровья человека, прежде всего,
зрения.
При
организации производственного
освещения необходимо обеспечить равномерное
распределение яркости на рабочей
поверхности и окружающих предметах.
Перевод взгляда с ярко освещённой
на слабо освещённую поверхность вынуждает
глаз адаптироваться, что ведёт к утомлению
зрения.
Из-за
неправильного освещения образуется
глубокие и резкие тени и другие
неблагоприятные факторы, зрение быстро
утомляется, что приводит к дискомфорту
к повышению опасности жизнедеятельности
(в первую очередь, к повышению
производственного травматизма). Наличие
резких теней искажает размеры и
формы объектов и тем самым
повышает утомляемость, снижает производительность
труда. Тени необходимо смягчать, применяя,
например, светильники со светорассеивающими
молочными стёклами, а при естественном
освещении использовать солнцезащитные
устройства (жалюзи, козырьки и т.д.).
При
освещении помещений используют
естественное освещение создаваемое прямыми
солнечными лучами и рассеянным светом
небосвода и меняющемся в зависимости
от географической широты, времени года
и суток, степени облачности и прозрачности
атмосферы. Естественный свет лучше, чем
искусственный, создаваемый любыми источниками
света.
При
недостатке освещенности от естественного
освещения используют искусственное
освещение, создаваемое электрическими
источниками света, и совмещённое
освещение, при котором недостаточное
по нормам естественное освещение дополняется
искусственным. По своему конструктивному
исполнению искусственное освещение
может быть общим и комбинированным.
При общем освещении все места в помещении
получают освещение от общей осветительной
установки. Комбинированное освещение,
наряду с общим, включает местное освещение
(местный светильник, например, настольная
лампа), сосредотачивающее световой поток
непосредственно на рабочем месте. Применение
одного местного освещения недопустимо,
так как возникает необходимость частой
переадаптации зрения. Большая разница
в освещённости на рабочем месте и на
остальной площади помещения приводит
к быстрому утомлению глаз и постепенному
ухудшению зрения. Поэтому доля общего
освещения в комбинированном должна быть
не менее 10%.
Основной
задачей производственного освещения
является поддержание на рабочем
месте освещённости, соответствующей
характеру зрительной работы. Увеличение
освещённости рабочей поверхности
улучшает видимость объектов за счёт
повышения их яркости, увеличивает
скорость различения деталей.
Для
улучшения видимости объектов
в поле зрения работающего должна отсутствовать
прямая и отражённая блёсткость. Там, где
это возможно блестящие поверхности следует
заменять матовыми.
Колебания
освещённости на рабочем месте, вызванные
например, резким изменением напряжения
в сети, также обуславливают переадаптацию
глаза, приводя к значительному утомлению.
Постоянство освещённости во времени
достигается стабилизацией плавающего
напряжения, жестким креплением светильников,
применением специальных схем включения
газоразрядных ламп.
Шум.
Негативным
фактором, воздействующим на человека,
также является шумовое загрязнение,
в крупных городах связанное
в первую очередь с транспортом.
Около 40-50% их населения живёт в
условиях шумового загрязнения, которое
оказывает отрицательное психофизиологическое
воздействие на людей. Снижение шумового
загрязнения окружающей среды –
важная и сложная задача, которая
требует срочного решения уже
сегодня.
Гигиеническое
нормирование параметров
микроклимата
Гигиеническое
нормирование параметров производственного
микроклимата установлено системой
стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.005-88,
а также СанПиН 2.2.4.584-96).
Нормируются
оптимальные и допустимые параметры
микроклимата — температура, относительная
влажность и скорость движения воздуха.
Значения параметров микроклимата устанавливаются
в зависимости от способности
человеческого организма к акклиматизации
в разное время года и категории
работ по уровню энергозатрат.
От
периода года зависит способность
организма к акклиматизации, следовательно,
и значения оптимальных и допустимых
параметров. При нормировании различают
теплый и холодный период года.
Теплый
период года характеризуется среднесуточной
температурой наружного воздуха
выше 10 °С; холодный период года — равной
10 °С и ниже.
При
нормировании параметров микроклимата
категорирование работ по тяжести
выполнено разграничением на основе
общих затрат энергии организмом
в единицу времени, которое измеряется
в ваттах.
Различаются
следующие категории работ:
•легкие
физические работы (категории 1а и 16) —
все виды деятельности с расходом энергии
не более 174 Вт. К категории la (до 139 Вт) относятся
работы, производимые сидя и сопровождающиеся
незначительным физическим напряжением
— ряд профессий на предприятиях точного
приборо- и машиностроения, на часовом,
швейном производстве, в сфере управления
и т. п. К категории 16 (140…174 Вт) относятся
работы, производимые сидя, стоя или связанные
с ходьбой и сопровождающиеся некоторым
физическим напряжением, — ряд профессий
в полиграфической промышленности, на
предприятиях связи, контролеры, мастера
в различных видах производства и т. п.;
•физические
работы средней тяжестии (категории На,
Пб) — виды деятельности с расходом энергии
175…290 Вт. К категории Па (175…232 Вт) относятся
работы, связанные с постоянной ходьбой
и перемещением мелких (до 1 кг) изделий,
— ряд профессий в механосборочных цехах,
прядильно-ткацком производстве и т. п.
К категории Пб (233…290 Вт) относятся работы,
связанные с ходьбой, перемещением тяжестей
до 10 кг, — ряд профессий в механизированных
литейных, прокатных, кузнечных, сварочных
цехах и т. п.;
•тяжелые
физические работы (категория III) — виды
деятельности с расходом энергии более
290 Вт — работы, связанные с систематическим
физическим напряжением, в частности с
постояннным передвижением и переноской
значительных (свыше 10 кг) тяжестей (ряд
профессий в кузнечных, литейных цехах
с ручным трудом и т. п.).
Методы
обеспечения комфортных
климатических условий
в помещениях
Для
обеспечения комфортных условий
необходимо поддерживать тепловой баланс
между выделениями теплоты организмом
человека и отдачей тепла окружающей
среде. Обеспечить тепловой баланс можно,
регулируя значения параметров микроклимата
в помещении (температуры, относительной
влажности и скорости движения воздуха).
Поддержание указанных параметров
на уровне оптимальных значений обеспечивает
комфортные климатические условия
для человека, а на уровне допустимых
— предельно допустимые, при которых
система терморегуляции организма
человека обеспечивает тепловой баланс
и не допускает перегрева или
переохлаждения организма.
Основным
методом обеспечения требуемых
параметров микроклимата и состава
воздушной среды является применение
систем вентиляции, отопления и кондиционирования
воздуха.
Хорошая
вентиляция помещения способствует
улучшению самочувствия человека. Наоборот,
плохая вентиляция приводит к повышенной
утомляемости, снижению работоспособности.
В жилых, общественных и производственных
помещениях в результате жизнедеятельности
людей, работы оборудования, приготовления
пищи, сгорания природного газа выделяются
вредные вещества, влага, теплота. В
результате ухудшаются климатические
условия, изменяется состав воздушной
среды. Поэтому обеспечение хорошей
вентиляции, регулярное проветривание
помещений, является необходимым условием
для обеспечения оптимальных
условий для труда человека и
сохранения его здоровья.
Наибольшее
распространение для обеспечения
оптимальных параметров микроклимата
получила общеобменная приточно-вытяжная
вентиляция. Применяется как механическая,
так и естественная вентиляция.
Если
в помещении возможно естественное
проветривание, а объем помещения,
приходящегося на одного человека,
не менее 20 м3, производительность вентиляции
должна быть не менее 20 м3/ч на одного
человека. Если же объем помещения,
приходящегося на одного человека менее
20 м3, производительность вентиляции должна
быть не менее 30 м3/ч. При невозможности
естественного проветривания производительность
вентиляции должна быть не менее 60 м3/ч
на одного человека.
При
выделении в помещении от оборудования
и технологических процессов
влаги и теплоты производительность
вентиляции должна быть увеличена по
сравнению с указанными величинами.
Необходимая производительность определяется
расчетом с учетом количества выделяемой
влаги и теплоты.
В
жаркое время года, а также в
горячих цехах на рабочих местах,
подвергаемых интенсивному воздействию
тепловых потоков от печей, раскаленных
отливок и других источников тепла,
дополнительно применяют воздушное
душирование, заключающееся в обдуве ра-ботающего
потоком воздуха с целью увеличения интенсивности
конвективного теплообмена и отвода теплоты
за счет испарения.
Скорость
обдува составляет 1
и т.д……………..
