Теплове опромінення

Дія тепла не обмежується змінами, які виникають на опроміненій ділянці шкіри, – на опромінення реагує весь організм. В ньому відбуваються біохімічні зсуви, має місце порушення серцево-судинної та нервової систем. Тривала дія інфрачервоних променів з довжиною хвилі 0.72-1.5 мкм (промені Фохта) викликає катаракту очей (помутніння кришталику).

Променисте тепло, крім безпосередньої дії на людей, нагріває оточуючі конструкції (підлогу, стіни, перекриття, обладнання), в результаті чого температура повітря в приміщенні підвищується, що також погіршує умови праці.

У більшості промислових джерел максимум енергії, що випромінюється припадає на довгохвильову частину спектру (інфрачервоні промені) з довжиною хвилі > 0.78 мкм.

При проектуванні нових виробництв з джерелами теплового випромінювання необхідно знати, яке теплове опромінення буде діяти на працюючих. Порядок розрахунку теплового опромінення на робочому місці наступний.

Визначають інтенсивність опромінення на робочому місці (в ккал/м²год), знаючи відстань джерела випромінювання до працюючого, згідно виразу

(2.3)

де: – температура випромінюючої поверхні; – коефіцієнт, який залежить від фізичних властивостей випромінюючої поверхні; – величина, яка враховує одяг людини ( – для шкіри людини та бавовняної тканини, – для сукна); – приведена ступінь чорноти, яка враховує неповне поглинання променистої енергії реальними (сірими) тілами та відбиті потоки тепла , де та – відповідно ступінь чорноти випромінюючого тіла та опроміненої людини; – коефіцієнт опроміненості, що показує яка частина променистого потоку від випромінюючого тіла попадає на тіло людини, цей коефіцієнт залежить від відносної відстані – відстань від джерела випромінювання до людини, – еквівалентний розмір випромінювача (сторона квадрату, площа якого рівна випромінюючій поверхні), при близькому розташуванні людини до джерела , звичайно (визначається по довідникам); – кут між нормаллю до випромінюючої поверхні та напрямком від центру випромінюючої поверхні до робочого місця.

Підраховану величину інтенсивності опромінення порівнюють з допустимою по нормам ( <300 ккал/м²год). Якщо >300 ккал/м²год, то виникає необхідність в проведенні заходів по зменшенню дії випромінювання на працюючих. Інтенсивність опромінення в ряді випадків складає значну величину (до 3000-6000 ккал/м²год, і більше). В цих випадках променисте тепло стає основним шкідливим виробничим фактором.

Засоби захисту від променистого тепла наступні: теплоізоляція гарячих поверхонь, екранування теплових випромінювань, застосування повітряного душирування, застосування захисного одягу, організація раціонального відпочинку.

Повітряне душирування застосовується в гарячих цехах. При цьому збільшення швидкості обдуву працюючих допускається до 3.5 м/с.

Теплоізоляція не лише зменшує інтенсивність теплового випромінювання від нагрітих тіл та загальне тепловиділення, але також запобігає опікам при дотиканні до цих поверхонь. За діючими санітарними нормами температура неізольованих нагрітих поверхонь не повинна перевищувати 45°С. Для теплоізоляції використовують спеціальні бетони та цеглу, мінеральну та скляну вату, азбест, войлок і т.п.

Екранування. За принципом дії екрани поділяються на тепловідбиваючі, теплопоглинаючі, тепловідвідні. Належність екрану до тієї чи іншої групи залежить від того, яка властивість проявляється в ньому найсильніше. Крім того в залежності від можливості спостереження за робочим процесом екрани поділяють на три типи: непрозорі, напівпрозорі та прозорі.

Відбиваючі екрани: листовий алюміній, біла жерсть, альфоль (алюмінієва фольга) і т.п.

В теплопоглинаючих екранах використовуються матеріали з великим термічним опором – азбестові плити, вогнетривку цеглу та інші.

Екрани, що відводять тепло: зварні чи литі конструкції, які охолоджуються проточною водою.

До напівпрозорих екранів відносяться металеві сітки, ланцюгові ланки, армоване скло. Для прозорих екранів використовують силікатне, кварцове чи органічне скло, напилене тонкою металевою плівкою (до 2 мкм).

Найпоширеніші та найефективніші в гарячих цехах водяні завіси.

2.2.3. Нормалізація параметрів мікроклімату. Заходи нормалізації

На сьогодні основними нормативними документами, що регламентують параметри мікроклімату виробничих приміщень є ДСН 3.3.6.042–99 та ГОСТ 12.1.005–88. Вказані параметри нормуються для робочої зони – визначеного простору, в якому знаходяться робочі місця постійного або непостійного (тимчасового) перебування працівників.

В основу принципів нормування параметрів мікроклімату покладена диференційна оцінка оптимальних та допустимих метеорологічних умов у робочій зоні в залежності від категорії робіт, періоду року та виду робочих місць.

Під оптимальними мікрокліматичними умовами розуміють поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину забезпечують зберігання нормального теплового стану організму без активізації механізмів терморегуляції. Вони забезпечують відчуття теплового комфорту та створюють перед­умови для високого рівня працездатності:

Допустимі мікрокліматичні умови – це поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину можуть викликати зміни теплового стану організму, що швидко минають і нормалізуються та супроводжуються напруженням механізмів терморегуляції в межах фізіологічної адаптації. При цьому не виникає ушкоджень або порушень стану здоров'я, але можуть спостерігатись дискомфортні тепловідчуття, погіршення самопочуття та зниження працездатності.

Оптимальні та допустимі параметри мікроклімату в робочій зоні виробничих приміщень для різних категорій робіт у теплий та холодний періоди року наведені в таблиці 2.3. Період року визначається за середньодобовою температурою зовнішнього середовища . При +10 °С – холодний період, а якщо +10 °С – теплий період року.

Допустимі величини параметрів мікрокліматичних умов встановлюються у випадках, коли на робочих місцях не можна забезпечити оптимальних умов мікроклімату за технологічними вимогами виробництва, технічною недосяжністю та економіч­но обґрунтованою недоцільністю.

Інтенсивність теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь техноло­гічного устаткування, освітлювальних приладів, інсоляція від засклених огороджень не повинна перевищувати:

· 35 , при опроміненні 50% і більше поверхні тіла;

· 70 , при опроміненні від 25% до 50% поверхні тіла;

· 100 , при опроміненні не більше 25% поверхні тіла.

Визначення параметрів мікроклімату

Для того щоб визначити, чи відповідає повітряне середовище даного приміщення встановленим нормам, необхідно кількісно оцінити кожний з його параметрів.

Температуру вимірюють ртутними чи спиртовими термометрами. В приміщеннях зі значними тепловими випромінюваннями використовують парний термометр, що складається з двох термометрів (із зачорненим та посрібленим резервуаром). Для неперервної регістрації температури навколишнього повітряного середовища застосовують самозаписувальні прилади — термографи. Температуру повітря вимірюють у кількох точках робочої зони, як правило на рівні 1,3 – 1,5 м від підлоги в різний час. На тих робочих місцях, де температура повітря біля підлоги помітно відрізняється від температури повітря верхньої зони приміщення, вона вимірюється й на рівні ніг (0,2 – 0,3 м від підлоги).

Відносна вологість повітря (відношення фактичного вмісту маси водяних парів, що містяться в даний час в 1 м³ повітря, до максимально можливого їх вмісту при даній температурі) визначається психрометром Августа, аспіраційним психрометром, гігрометром та гігрографом.

Для вимірювання швидкості руху повітря використовують крильчасті (0,3 – 0,5 м/с) та чашкові (1 – 20 м/с) анемометри, а для визначення малих швидкостей руху повітря (менше 0,5 м/с) – термоанемометри та кататермометри.

Температура нагрітих поверхонь вимірюється за допомогою електротермометрів, термопар та інших контактних приладів.

Для вимірювання інтенсивності теплового опромінення використовують актинометри, спеціальні радіометри.

Загальні заходи та засоби нормалізації параметрів мікроклімату

Нормалізація параметрів мікроклімату здійснюється за допомогою комплексу заходів та засобів колективного захисту, які включають будівельно-планувальні, організаційно-технологічні, санітарно-гігієнічні, технічні та інші. Для профілактики перегрівань та переохолоджень робітників використовуються засоби індивідуального захисту.

Розглянемо основні заходи та засоби, які використовуються на виробництві.

Удосконалення технологічних процесів та устаткування. Впровадження нових технологій та устаткування, які не пов'язані з необхідністю проведення робіт в умовах інтенсивного нагріву дасть можливість зменшити виділення тепла у виробничі приміщення. Наприклад, заміна гарячого способу обробки металу – холодним, нагрів полум'ям – індуктивним, горнових печей – тунельними тощо.

Раціональне розміщення технологічного устаткування. Основні джерела теплоти бажано розміщувати безпосередньо під аераційним ліхтарем, біля зовнішніх стін будівлі й в один ряд на такій відстані один від одного, щоб теплові потоки від них не перехрещувались на робочих місцях. Для охолодження гарячих виробів необхідно передбачити окремі приміщення. Найкращим рішенням є розміщення обладнання, що виділяє тепло в ізольованих приміщеннях або на відкритих майданчиках.

Автоматизація та дистанційне керування технологічними процесами. Цей захід дозволяє в багатьох випадках вивести людину із виробничих зон, де діють несприятливі чинники (наприклад автоматизоване завантаження печей у металургії, управління розливом сталі тощо).

Раціональна вентиляція, опалення та кондиціонування повітря. Вони є найбільш поширеними способами нормалізації мікроклімату у виробничих приміщеннях. Так зване повітряне та водоповітряне душирування широко використовується для запобігання перегрівання робітників у гарячих цехах.

Забезпечити нормальні теплові умови в холодний період року в надто габаритних та полегшених промислових будівлях дуже важко і економічно недоцільно. Найбільш раціональним варіантом у цьому випадку є застосування променистого нагрівання постійних робочих місць та окремих дільниць. Захист від протягів досягається шляхом щільного закривання вікон, дверей та інших отворів, а також влаштування повітряних і повітряно-теплових завіс на дверях і воротах.

Раціоналізація режимів праці та відпочинку досягається скороченням тривалості робочої зміни, введенням додаткових перерв, створенням умов для ефективного відпочинку в приміщеннях з нормальними метеорологічними умовами. Якщо організувати окреме приміщення важко, то в гарячих цехах створюють зони відпочинку — охолоджувальні альтанки, де засобами вентиляції забезпечують нормальні температурні умови.

Для робітників, що працюють на відкритому повітрі зимою, обладнують примі­щення для зігрівання, в яких температуру підтримують дещо вищою за комфортну.

Застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів. Як теплоізоляційні матеріали широко використовуються: азбест, азбоцемент, мінеральна вата, склоткани­на, керамзит, пінопласт та ін.

На виробництві застосовують також захисні екрани для огородження джерел теплового випромінювання від робочих місць. За принципом дії теплозахисні екрани поділяються на:

· тепловідбивні (поліровані або покриті білою фарбою металеві листи, загартова­не скло з плівковим покриттям, металізовані тканини, плівковий матеріал);

· теплопоглинальні (металеві листи та коробки з теплоізоляцією, загартоване силікатне органічне скло та ін.);

· тепловідвідні (водяні завіси та металеві листи або сітки, з яких стікає вода);

· комбіновані.

Використання засобів індивідуального захисту. Важливе значення для профілакти­ки перегрівання мають індивідуальні засоби захисту. Спецодяг повинен бути повітро– та вологопроникним (бавовняним, з льону, грубововняного сукна), мати зручний покрій. Для роботи в екстремальних умовах (наприклад, при пожежі) застосовують спеціальні костюми з металізованої тканини. Для захисту голови від теплового опромінення застосовують дюралеві, фіброві каски, повстяні капелюхи; очей — окуляри (темні, або з прозорим шаром металу); обличчя — маски з відкидним прозорим екраном. Захист від дії зниженої температури досягається використанням теплого спецодягу, а під час опадів — плащів та гумових чобіт.