Метеорологические условия

В помещениях

Одним из видов взаимодействия организма человека с окружающей средой является теплообмен. Отдача теплоты организмом человека осуществляется в основном путем конвекции, испарения и излучения. Вид и уровень теплоотдачи зависят от физического напряжения и метеорологических условий окружающей среды. Организм человека может приспосабливаться к этим условиям и сохранять свою температуру постоянной. Это свойство организма называется терморегуляцией. Однако возможности терморегуляции не беспредельны. При повышенной температуре воздуха отдача теплоты происходит преимущественно путем испарения, при пониженной - путем конвекции. Длительное пребывание человека в условиях с повышенной температурой окружающего воздуха может привести к тепловому удару, с пониженной - к переохлаждению. Действие на организм человека как высокой, так и низкой температуры создает опасность острых и хронических заболеваний. При относительной влажности воздуха меньше 20% пересыхают слизистые оболочки дыхательных путей, при относительной влажности больше 85% затрудняется теплообмен путем испарения. Весьма неблагоприятна для человека окружающая среда с высокими значениями температуры и относительной влажности воздуха. Увеличение скорости движения воздуха интенсифицирует процессы теплообмена. Для теплового самочувствия человека имеют значение определенные сочетания температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

На тепловое состояние организма человека оказывают существенное влияние тепловые излучения Солнца и различных технологических аппаратов.

На предприятиях на самочувствие, состояние здоровья и работоспособность человека влияет микроклимат производственных помещений. Согласно ДСН 3.3.6.042-99, микроклимат производственных помещений – условия внутренней среды этих помещений, которые влияют на теплообмен работающих с окружением путем конвекции, кондукции, теплового излучения, а также испарения влаги. Эти условия определяются сочетаниями температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, температуры окружающих человека поверхностей, интенсивностью теплового (инфракрасного) излучения. Различают оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия – сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без активизации механизмов терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и предпосылки для высокого уровня работоспособности. Допустимые микроклиматические условия – сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологической адаптации. Оптимальные показатели микроклимата установлены для постоянных рабочих мест, допустимые –дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест (если по технологическим, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные нормы).

В таблицах 1 и 2 ДСН 3.3.6.042-99 приведены, соответственно, оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в зависимости от периода года (различают: холодный период года со среднесуточной температурой наружного воздуха 10^оС и ниже; теплый период года со среднесуточной температурой его выше 10^оС) и категории выполняемых работ (легкая – Ia, легкая – Іб, средней тяжести – ІІа, средней тяжести – ІІб, тяжелая – ІІІ) для постоянных и непостоянных рабочих мест.

Понятия о постоянном и непостоянном рабочих местах и рабочей зоне приведены в ДСТУ 2293-99. Постоянное рабочее место - рабочее место, на котором работающий пребывает половину или большую часть своего рабочего времени (более 2 часов непрерывно). Непостоянное рабочее место – рабочее место, на котором работающий пребывает меньше половины или меньшую часть (меньше 2 часов непрерывно) продолжительности ежедневной работы (смены). Рабочей зоной считается ограниченное пространство, в котором размещены рабочие места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

С увеличением степени тяжести работы нормы оптимальной и допустимой температуры воздуха на рабочих местах в холодный и теплый периоды года уменьшаются, а нормируемые значения скорости движения воздуха в этих условиях, наоборот, увеличиваются. Это вполне логично, так как увеличение физического напряжения и, следовательно, тепловыделения требует интенсификации теплообменных процессов.

Для холодного периода года приняты в производственных помещениях в зависимости от категории выполняемых работ следующие нормы температуры воздуха: оптимальная 16…24⁰С; максимально допустимая на постоянных и непостоянных рабочих местах, соответственно, 19…25 и 20…26⁰С; минимально допустимая на этих рабочих местах, соответственно, 13…21 и 12…18⁰С. В указанных интервалах температуры меньшие значения ее установлены для случая выполнения тяжелой работы, большие – для случая выполнения легкой физической работы категории Іа.

В холодный период года в производственных помещениях при выполнении работ любой степени тяжести на постоянных и непостоянных рабочих местах относительная влажность воздуха должна находиться в следующих пределах: 40…60% - оптимальная, не более 75% - допустимая. Для этого периода года установлены нормы скорости движения воздуха не более: оптимальная 0,1, 0,2, 0,3 м/с при выполнении работ категорий, соответственно, Іа и Іб, ІІа и ІІб, ІІІ; допустимая 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 м/с при выполнении работ категорий, соответственно, Іа, Іб, ІІа, ІІб, ІІІ.

Для теплого периода года приняты в производственных помещениях в зависимости от категории выполняемых работ следующие нормы температуры воздуха: оптимальная 18…25⁰С; максимально допустимая на постоянных и непостоянных рабочих местах, соответственно, 26…28⁰С и 28…30⁰С; минимально допустимая на этих рабочих местах, соответственно, 15…22 и 13…20⁰С. Как и для холодного периода года, меньшие значения температуры установлены для случая выполнения тяжелой работы, большие – для случая выполнения легкой физической работы категории Іа. Относительная влажность воздуха оптимальная 40…60%, максимально допустимая установлена в зависимости от температуры его для случаев выполнения работ категорий Іа, Іб, ІІа, ІІб, ІІІ, соответственно: 55% (при 28⁰С), 60% (при 27⁰С), 65% (при 26⁰С), 70% (при 25⁰С), 75% (при 24⁰С и ниже). Для теплого периода года установлены нормы скорости движения воздуха: оптимальная не более 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 м/с при выполнении работ категорий, соответственно, Іа, Іб, ІІа и ІІб, ІІІ; допустимая 0,1…0,2, 0,1…0,3, 0,2…0,4, 0,2…0,5, 0,3…0,6 м/с при выполнении работ категорий, соответственно, Іа, Іб, ІІа, ІІб, ІІІ.

Значительные отклонения параметров микроклимата в производственных помещениях от допустимых значений приводят к нарушению терморегуляции организма работников, к возникновению острых и хронических заболеваний.

В горячих цехах предприятий общественного питания микроклиматические условия в значительной мере определяются технологическим процессом тепловой обработки пищевой продукции, который сопровождается интенсивным тепло- и влаговыделением.

Нагретые поверхности аппаратов в горячих цехах являются источниками теплового излучения. Красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны до 1,4 мкм способны глубоко проникать в ткани тела человека. Лучи с длиной волны около 3мкм вызывают нагрев поверхности кожи. Длительное воздействие такого излучения на организм человека приводит к тепловому удару, вызывает заболевания. Тепловые излучения непосредственно не оказывают влияния на температуру воздуха. Однако теплоту ему отдает нагретая под действием этих излучений поверхность оборудования и ограждающих конструкций помещения. Вследствие этого ухудшаются микроклиматические условия в горячем цехе.

В сфере торговли имеются производственные помещения, например охлаждаемые камеры, в которых невозможно установить нормативные величины показателей микроклимата из-за технологических требований к производственным процессам. Работники, участвующие в таких производственных процессах, обеспечиваются помещениями для отдыха и обогревания, а также спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты. Для них регламентируется время работы и отдыха.

Для измерения параметров микроклимата используются приборы: ртутные и спиртовые термометры, психрометры (для определения относительной влажности воздуха), анемометры и кататермометры (для определения скорости движения воздуха). С помощью прибора АИСТ-3М (автономный измеритель скорости и температуры воздушного потока) можно измерить одновременно скорость движения воздуха(от 0,1 до 5 м/с) и его температуру (от +10 до +50 ⁰С). Жидкокристаллический цифровой индикатор этого прибора показывает значения измеряемых физических величин. Интенсивности теплового излучения определяют актинометром.

Психрометр (рис.1) состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых заключены в трубчатые металлические оправы, и небольшого вентилятора, размещенного в верхней части прибора.

а б

Рис. 1. Психрометр (а):

1 - ртутные термометры, 2 - трубчатые оправы, 3 - вентилятор,

4 - матерчатый манжет на резервуаре ртутного термометра;

б - устройство для смачивания манжета:

1 - резиновая груша (емкость для воды), 2 - стеклянная пипетка,

3 - зажим.

Вентилятор с электрическим или пружинным приводом служит для покачивания атмосферного воздуха с определенной скоростью через трубки мимо резервуаров ртутных термометров. На ртутный резервуар одного из термометров надет манжет из мягкой ткани (батиста или марли), который перед производством замеров смачивается водой. Вследствие испарения воды со смоченного манжета, если воздух не полностью насыщен влагой, и расхода теплоты на процесс испарения “мокрый” термометр будет показывать температуру ниже, чем “сухой”. По разности показаний “сухого” и ”мокрого” термометров и показанию “сухого” термометра, определяют, пользуясь психрометрической таблицей, относительную влажность воздуха.

Для измерения скорости движения воздуха меньше 0,5 м/с применяются кататермометры, скорости в пределах от 0,3 до 5 м/с - крыльчатые анемометры типа АСО-3 и для измерения скорости от 1 до

20 м/с - чашечные анемометры типа МС-13.

Кататермометр представляет собой спиртовой термометр с большим шаровым или цилиндрическим резервуаром и капилляром, расширяющимся в верхней части. Принцип измерения кататермометром скорости движения воздуха основан на зависимости охлаждения спирта в резервуаре от скорости омывания его воздухом.

Анемометр состоит из воспринимающей части (крыльчатки - у крыльчатых анемометров; четырех полусферических чашек - у чашечных анемометров) и счетного механизма с циферблатом. Вращение под действием воздушного потока крыльчатки или полусферических чашек передается на счетный механизм, который можно включить или выключить при помощи арретира.

При исследовании микроклиматических условий в производственных помещениях используются, наряду с АИСТ-3М, крыльчатые анемометры (рис.2).

Рис. 2. Анемометр крыльчатый:

1 - крыльчатка, 2 - металлическая обойма, 3 - рукоятка, 4 - циферблат счетного механизма с тремя шкалами, 5 - арретир.

Перед началом измерения скорости движения воздуха анемометром снимают начальный отчет по трем шкалам счетчика. Затем устанавливают анемометр в потоке воздуха, включают счетчик и засекают время с помощью секундомера. По истечении 100с или другого промежутка времени выключают анемометр и берут новый отсчет. Измерения производят не менее трех раз. После каждого замера вычисляют разность между конечным и начальным отсчетами и определяют число оборотов крыльчатки в секунду. Пересчет среднего числа оборотов в секунду в фактическую скорость (м/с) воздушного потока производится по графику, прилагаемому к каждому анемометру.

В актинометре приемником тепловой энергии является экран, состоящий из расположенных в шахматном порядке зачерненных и светлых (серебристых) алюминиевых пластин. К пластинам присоединены термопары, подключенные к гальванометру. Действие прибора основано на неодинаковой способности поглощать лучистую теплоту зачерненными и светлыми пластинами. Под действием лучистой теплоты на зачерненные пластины и возникающей вследствие этого в термопарах электро- движущей силы отклоняется в актинометре стрелка гальванометра, шкала которого проградуирована в единицах энергии облучения. В нерабочем состоянии прибора пакет алюминиевых пластин закрыт шторкой.