Оглавление
Введение
1. Метеорологические условия и ихнормирование в производственных помещениях
1.1 Микроклимат в производственныхпомещениях и влияние его показателей на организм работающих
1.2 Оптимальные условия микроклимата
1.3 Допустимые условия микроклимата
1.4 Определение индекса тепловойнагрузки среды (ТНС-индекса)
1.5 Регламентирование времени работыпри температуре воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых величин
2. Технологические процессы иоборудование, обуславливающие неблагоприятные микроклиматические параметры нарабочих местах
3. Профилактика перегревания ипереохлаждения
4 Контроль параметров микроклимата, требованияк его организации и методам измерения
4.1 Контроль параметров микроклимата
4.2 Требования к организации контроляи методам измерения
5. Мероприятия по нормализациисостояния воздушной среды производственных помещений
6. Проектирование систем защитыорганизма работающих от действия неблагоприятных производственных факторов
6.1 Архитектурно-планировочныемероприятия
6.2 Инженерно-технологическиемероприятия
6.2.1 Вентиляционные системы
6.2.2 Кондиционирование воздуха
6.2.3 Отопление производственныхпомещений
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Состояние здоровья человека, его работоспособность взначительной степени зависят от микроклимата на рабочем месте. Не имеявозможности эффективно влиять на протекающие в атмосфере климатообразующиепроцессы, люди располагают качественными системами управления факторамивоздушной среды внутри производственных помещений.
Микроклимат производственных помещений — это климатвнутренней среды данных помещений, который определяется совместно действующимина организм человека температурой, относительной влажностью и скоростьюдвижения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей (ГОСТ 12.1.005«Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственныхпомещений»).
Факторы, влияющие на микроклимат, можно разделить на двегруппы: нерегулируемые (комплекс климатообразующих факторов данной местности) ирегулируемые (особенности и качество строительства зданий и сооружений,интенсивность теплового излучения от нагревательных приборов, кратностьвоздухообмена, количество людей и животных в помещении и др.). Для поддержанияпараметров воздушной среды рабочих зон в пределах гигиенических норм решающеезначение принадлежит факторам второй группы.
Многочисленнымиисследованиями гигиенистов и физиологов труда установлено, что на организмчеловека оказывают значительное воздействие санитарно-гигиенические факторыпроизводственной среды: метеорологические условия, шум, вибрация, освещенностьНекоторые из них оказывают неблагоприятное влияние на работника, что снижаетработоспособность, ухудшает состояние здоровья и иногда приводит кпрофессиональным заболеваниям. Поэтому необходимо знать не только причинувозникновения этих факторов, но и иметь представление о способах уменьшения ихотрицательного влияния на организм работающих. Особое внимание в данной работеуделяется изучению параметров микроклимата на рабочем месте, их влиянию наорганизм работающих, а также мероприятий по снижению их негативноговоздействия.
Актуальность темы в том, что исключительно важнуюроль на состояние и самочувствие человека, на его работоспособность оказывает микроклимат,а требования к отоплению, вентиляции и кондинционированию непосредственно влияетна здоровье и производительность человека.
Целью даннойработы было изучение нормативной и технической литературы, регламентирующейправила и нормы метеорологических условий рабочей зоны, исследованиенепосредственного влияния на организм работающих параметров микроклиматапроизводственных помещений, а также проектирование систем защиты организмаработающих от их негативного воздействия на примере использования системвентиляции, кондиционирования и отопления; архитектурно-планировочныхмероприятий.
1. Метеорологическиеусловия и их нормирование в производственных помещениях
1.1 Микроклимат впроизводственных помещениях и влияние его показателей на организм работающих
Метеорологическиеусловия для рабочей зоны производственных помещений регламентируются ГОСТ12.1.005-88 «Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочейзоны» и СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклиматупроизводственных помещений»
ГОСТ 12.1.005установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. При длительноми систематическом пребывании человека в оптимальных микроклиматических условияхсохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма безнапряжения механизмов терморегуляции. При этом ощущается тепловой комфорт(состояние удовлетворения внешней средой), обеспечивается высокий уровеньработоспособности. Такие условия предпочтительны на рабочих местах.
Для созданияблагоприятных условий работы, соответствующих физиологическим потребностямчеловеческого организма, санитарные нормы устанавливают оптимальные идопустимые метеорологические условия в рабочей зоне помещения.
Нормирование микроклиматав рабочих помещениях осуществляется в соответствии с санитарными правилами инормами, изложенными в СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования кмикроклимату производственных помещений".
Производственноепомещение — замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях исооружениях, в которых постоянно или периодически осуществляется трудоваядеятельности людей.
Рабочее место, на которомнормируется микроклимат — участок помещения (или всё помещение), на котором втечение рабочей смены или части её осуществляется трудовая деятельность.
Рабочая зонаограничивается высотой 2 метра над уровнем пола или площадки, где находятсярабочие места.
Холодный период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха +10°С и ниже.
Тёплый период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше+ 10°С.
Среднесуточнаятемпература наружного воздуха — средняя величина температуры наружного воздуха,измеренная в определенные часы суток через Знаковые интервалы времени.
Показателями,характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:
— температура воздуха;
— температураповерхностей;
— относительная влажностьвоздуха;
— скорость движениявоздуха;
— интенсивность тепловогооблучения.
Кроме этих параметров,являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении Р, которое влияетна парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а,следовательно, и на процесс дыхания.
Жизнедеятельностьчеловека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734 — 1267 гПа (550- 950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человекаопасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например,быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению кнормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.
К показателям, характеризующим тепловое состояние человека,относятся температура тела, температура поверхности кожи и ее топография,теплоощущения, количество выделяемого пота, состояние сердечно-сосудистойсистемы и уровень работоспособности.
Показатели микроклиматадолжны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой иподдержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.
Необходимость учетаосновных параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрениятеплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственныхпомещений.
Величина тепловыделения Qорганизмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологическихусловиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).
Отдача теплоты организмомчеловека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности черезодежду Qт, конвекции у тела Qк, излучения на окружающиеповерхности Qи, испарения влаги с поверхности кожи Qисп.Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха Qв.
Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующееданному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:
Q=Qт+Qк+Qи+Qисп+Qв,
поэтому температуравнутренних органов человека остается постоянной (36,0°-37,0° С). Вместе сизменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека.Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции,способствующие его восстановлению. Эта способность человеческого организмаподдерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата и привыполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.
Чтобы физиологическиепроцессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должнаполностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса можетпривести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потеретрудоспособности, быстрому утомлению, потере сознания и тепловой смерти.
Одним из важных интегральныхпоказателей теплового состояния организма является средняя температура тела(внутренних органов) около 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения тепловогобаланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполненииработы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха она можетповышаться от нескольких десятых градуса до 1...2°С. Наивысшая температуравнутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С, минимальная— 25 °С.
Температура тела человека характеризует процесстерморегуляции организма. Она зависит от скорости потери теплоты, которая, всвою очередь, зависит от температуры и влажности воздуха, скорости егодвижения, наличия тепловых излучений и теплозащитных свойств одежды. Выполнениеработ категорий Пб и IIIсопровождается повышением температуры тела на 0,3...0,5 °С. При повышениитемпературы тела на 1°С начинает ухудшаться самочувствие, появляются вялость,раздражительность, учащаются пульс и дыхание, снижается внимательность, растетвероятность несчастных случаев. При температуре 39 °С человек может упасть вобморок.
Температура кожного покрова человека, находящегося всостоянии покоя в комфортных условиях, находится в пределах 32...34 °С. Сповышением температуры воздуха она также растет до 35 °С, после чего возникаетпотоотделение, ограничивающее дальнейшее увеличение температуры кожи, хотя вотдельных случаях (особенно при высокой влажности воздуха) она может достигать36...37 °С. Установлено, что при разности температур на центральных и периферическихучастках поверхности тела менее 1,8 °С человек ощущает жару; 3...5° С —комфорт; более 6°С — холод. При увеличении температуры воздуха такжеуменьшается разница между температурой кожи на открытых и закрытых участкахтела.
Теплоощущения человека чаще всего оценивают по пяти- илисемибалльной шкале:
по пятибалльной — «холодно», «прохладно», «комфорт», «тепло»,«жарко»;
по семибалльной — «очень холодно», «холодно», «прохладно»,«комфорт», «тепло», «жарко», «очень жарко».
Эти ощущения человека зависят также от термическогосопротивления Rj его одежды, представляющего собойотношение толщины слоя одежды (толщина хлопковых тканей колеблется в пределах0,10...0,22 мм, а шелковых — 0,043...0,07 мм) к коэффициенту теплопроводностиматериала X, из которого она сделана. Для натурального шелка Х = 0,043...0,053Вт/(м * К), шерстяной ткани—0,052, льняной ткани —0,088, кожи —0,15, длякапрона X = 0,24 Вт/(м • К).
Сердечно-сосудистая система испытывает большое напряжение привыполнении тяжелой работы в условиях повышенных температур. Нарушается водныйобмен, сгущается кровь, усиливается ее приток к коже и подкожной жировойклетчатке, расширяются периферические сосуды, учащается пульс и снижаетсяартериальное давление. При одной и той же физической нагрузке частота пульсатем больше, чем выше температура окружающего человека воздуха.
Работоспособность человека в значительной степени снижаетсяпри труде в условиях, сильно отличающихся от комфортных. Отрицательное влияниесоответствующих параметров микроклимата на центральную нервную систему, другиеорганы и системы проявляется в ослаблении внимания, замедлении реакций,ухудшении координации движений, в результате чего уменьшаетсяпроизводительность труда и могут возникать травмы. В отдельных случаях работапри высокой температуре воздуха ведет к снижению производительности труда до 80% по сравнению с аналогичным показателем, зафиксированным в комфортныхусловиях.
Процессы регулированиятепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем;путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.
Терморегуляциябиохимическим путем, называемая химической терморегуляцией, заключается визменении теплопродукции в организме за счет регулирования скоростиокислительных реакций. Изменение интенсивности кровообращения и потовыделенияизменяет отдачу теплоты в окружающую среду и поэтому называется физическойтерморегуляцией.
Параметры микроклиматаоказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и егоработоспособность. Установлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособностьчеловека начинает падать. Предельная температура вдыхаемого воздуха при которойчеловек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средствзащиты, около 116°С.
При высокой температуревоздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходитповышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую средузначительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха иповерхностей оборудования и помещений 30 — 35° С отдача теплоты конвекцией иизлучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздухабольшая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. В этих условияхорганизм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и соли, играющиеважную роль в жизнедеятельности организма. Поэтому в горячих цехах рабочим даютподсоленную воду.
При понижении температурыокружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосудыкожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, и отдача теплотыконвекцией и излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствиячеловека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности искорости движения воздуха в рабочей зоне.
Переносимость человекомтемпературы, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажностии скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньшеиспаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.
Влажность воздухаоказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность(φ>85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, аслишком низкая влажность (φ
Для восстановления водногобаланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленнойгазированной питьевой водой из расчета 4...5 л на человека в смену. На ряде заводовдля этих целей применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условияхрекомендуется пить охлажденную питьевую воду или чай.
Длительное воздействиевысокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привестик значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегреванияорганизма выше допустимого уровня — до 38-39 °С.
В горячих цехахпромышленных предприятий большинство технологических процессов протекает притемпературах, значительно превышающих температуру воздуха окружающей среды.Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, которыемогут привести к отрицательным последствиям. Инфракрасные лучи оказывают наорганизм человека в основном тепловое действие, при этом наступает нарушение деятельностисердечно-сосудистой и нервной систем. Лучи могут вызвать ожог кожи и глаз.Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасныхлучей является катаракта глаза.
Производственные процессы,выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажностивоздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма—гипотермии.В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частотыдыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыханиестановится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются. Появление мышечнойдрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается втеплоту, может в течение некоторого времени задерживать снижение температурывнутренних органов. Результатом действия низких температур являются холодовыетравмы.(1)
Движение воздуха впомещениях является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствиечеловека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачитеплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятноевоздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.
Минимальная скоростьдвижения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время годаскорость 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.
В соответствии с ГОСТ12.1.005 — 88 устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологическиеусловия для рабочей зоны помещения, при выборе которых учитываются:
1) время года — холодный и переходныйпериоды со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10° С; теплыйпериод с температурой +10°С и выше;
2) категория работы; категории работразграничиваются на основе интенсивности энерготрат организма в ккал/ч(Вт)(табл.1)
Таблица 1
Классификация работ потяжести
/>
3) характеристика помещения по избыткамявной теплоты: все производственные помещения делятся на помещения снезначительными избытками явной теплоты, приходящимися на 1 м3 объема помещения, 23,2 Дж/(м3с) и менее, и со значительными избытками — более 23,2 Дж/(м3с).
Явная теплота — теплота,поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов,нагретых материалов, людей и других источников, в результате инсоляции и воздействующаяна температуру воздуха в этом помещении.(6)
1.2 Оптимальные условиямикроклимата
Оптимальныемикроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового ифункционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущениетеплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжениимеханизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создаютпредпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительнымина рабочих местах.
Оптимальные величиныпоказателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местахпроизводственных помещений (ГОСТ 12.1.005-88, на которых выполняются работыоператорского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, напультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительнойтехники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должныобеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарнымиправилами по отдельным отраслям промышленности и другими документами,согласованными с органами Государственного санитарно-эпидемиологическогонадзора в установленном порядке.
Оптимальные параметрымикроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным втабл.1, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный итеплый периоды года.
Перепады температурывоздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха втечение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочихместах не должны превышать 2°С и выходить за пределы величин, указанных втабл.2 для отдельных категорий работ.
Таблица 2
Оптимальные величиныпоказателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
/>
1.3 Допустимые условиямикроклимата
Допустимые микроклиматическиеусловия установлены по критериям допустимого теплового и функциональногосостояния человека на период 8-часовой рабочей сиены. Они не вызываютповреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить квозникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжениюмеханизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижениюработоспособности.
Допустимые величиныпоказателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическимтребованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут бытьобеспечены оптимальные величины.
Допустимые величиныпоказателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям,приведенным в табл.2 применительно к выполнению работ различных категорий вхолодный и теплый периоды года(ГОСТ 12.1.005-88).
При обеспечениидопустимых величин микроклимата на рабочих местах:
— перепад температурывоздуха по высоте должен быть не более 3° С;
-перепад температурывоздуха по горизонтали, а также ее изменения в течение смены не должныпревышать:
при категориях работ Iа иIб — 4° С;
при категориях работ IIаи IIб — 5° С;
при категории работ III — 6° С.
При этом абсолютныезначения температуры воздуха не должны выходить за пределы величин, указанных втабл.2 для отдельных категорий работ.
При температуре воздухана рабочих местах 25° С и выше максимально допустимые величины относительнойвлажности воздуха не должны выходить за пределы:
70% — при температуревоздуха 25°С;
65% — при температуревоздуха 26°С;
60% — при температуревоздуха 27°С;
55% — при температуревоздуха 28°С.
При температуре воздуха26-28°С скорость движения воздуха, указанная в табл.3 для теплого периода года,должна соответствовать диапазону:
0,1-0,2 м/с — прикатегории работ Iа;
0,1-0,3 м/с — прикатегории работ Iб;
0,2-0,4 м/с — прикатегории работ IIа;
0,2-0,5 м/с — прикатегориях работ IIб и III.
Таблица 3
Допустимые величиныпоказателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
/>
Допустимые величиныинтенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах отпроизводственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделийи др.) должны соответствовать значениям, приведенным в табл.5.
Таблица 5
Допустимые величиныинтенсивности теплового облучения поверхности тела работающих отпроизводственных источников
/>
Допустимые величиныинтенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретыхдо белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло,пламя и др.) не должны превышать 140 Вт/кв.м. При этом облучению не должноподвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использованиесредств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.
При наличии тепловогооблучения работающих температура воздуха на рабочих местах не должна превышатьв зависимости от категории работ следующих величин:
25° С — при категорииработ Iа;
24° С — при категорииработ Iб;
22° С — при категорииработ IIа;
21° С — при категорииработ IIб;
20° С — при категорииработ III.
В производственныхпомещениях, в которых допустимые нормативные величины показателей микроклиматаневозможно установить из-за технологических требований к производственномупроцессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклиматаследует рассматривать как вредные и опасные. В целях профилактикинеблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия(например, системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование,компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклиматаизменением другого, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты,помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы, в частности,перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительностиотпуска, уменьшение стажа работы и др.).
Для оценки сочетанноговоздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защитеработающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральныйпоказатель тепловой нагрузки среды (ТНС).(10)
2.4 Определение индексатепловой нагрузки среды (ТНС-индекса)
1. Индекс тепловойнагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующимсочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры,влажности, скорость движения воздуха и теплового облучения).
2. ТНС-индексопределяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационногопсихрометра (tвл.) и температуры внутри зачерненного шара (tш).
3. Температура внутризачерненного шара измеряется термометром, резервуар которого помещен в центрзачерненного полого шара; tш отражает влияние температуры воздуха температурыповерхностей и скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95. Точность измерения температурывнутри шара +-0,5° С.
4. ТНС-индекс рассчитываетсяпо уравнению:
ТНС = 0,7 x tвл. + 0,3 xtш.
5. ТНС-индекс рекомендуетсяиспользовать для интегральной оценки
тепловой нагрузки средына рабочих местах, на которых скорость движения
воздуха не превышают 0,6м/с, а интенсивность теплового облучения — 1200 Вт/м2 .
6. Метод измерения иконтроля ТНС-индекса аналогичен методу измерения и контроля температуры воздуха(п.п.7.1-7.6 настоящих Санитарных правил).
7. Значения ТНС-индексане должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в табл.6.(10)
Таблица 6
Рекомендуемые величиныинтегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса)для профилактикиперегревания организма
/>
2.5 Регламентированиевремени работы при температуре воздуха на рабочем месте выше или нижедопустимых величин
1. В целях защитыработающих от возможного перегревания или охлаждения, при температуре воздухана рабочих местах выше или ниже допустимых величин, время пребывания на рабочихместах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) должно быть ограниченовеличинами, указанными в приложении 1 (табл.1 и табл.2). При этом среднесменнаятемпература воздуха, при которой работающие находятся в течение рабочей сменына рабочих местах и местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимыхвеличин температуры воздуха для соответствующих категорий работ, указанных втабл.8.
Среднесменная температуравоздуха (tв) рассчитывается по формуле:
_ tв1 x 1 + tв2 x 2 +… + tвп x п
tв = ———————————————————————————,
8
где tв1, tв2… tвп — температура воздуха (°С) на соответствующих участках рабочего места;
1, 2,… п — время (ч)выполнения работы на соответствующих участках рабочего места;
8 — продолжительностьрабочей смены (ч).
Остальные показателимикроклимата (относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха,температура поверхностей, интенсивность теплового облучения) на рабочих местахдолжны быть в пределах допустимых величин.(10)
2. Технологическиепроцессы и оборудование, обуславливающие неблагоприятные микроклиматическиепараметры на рабочих места
Производственные процессыи отдельные операции, сопровождающиеся образованием и выделением конвекционногои лучистого тепла, должны быть автоматизированы или обеспечены устройствамидистанционного наблюдения.
Все технологическиеисточники тепла надлежит обеспечивать устройствами и приспособлениями,предотвращающими или резко ограничивающими выделение конвекционного и лучистоготепла в рабочее помещение. При этом температура наружных поверхностейтехнологического оборудования или его ограждающих устройств, интенсивностьтеплового облучения работающих, обслуживающих закрытые и открытые источникиизлучения, должны соответствовать требованиям действующих санитарных правил кмикроклимату производственных помещений.
В случае, когда потехническим причинам не представляется возможным обеспечить нормируемыепараметры микроклимата, необходимо предусматривать мероприятия по защитеработающих от возможного перегревания. В целях профилактики тепловых травмтемпература поверхности технологического оборудования и ограждающих устройствдолжна соответствовать требованиям, указанным в табл.7 и табл.8.
Таблица 7
Допустимая температураповерхности технологического оборудования и ограждающих устройств, ° СМатериал Контактный период до 1 мин 10 мин 8 час. и более Непокрытый металл 51 48 43* Покрытый металл 51 48 43 Керамика, стекло, камень 59 48 43 Пластик 60 48 43 Дерево 60 48 43
(*) Температура поверхности43 град. С допускается, если с горячей поверхностью соприкасается менее 10% поверхноститела или менее 10% поверхности головы, исключая дыхательные пути.
Таблица 8
Допустимая температура поверхноститехнологического оборудования при случайном (непреднамеренном) контакте с ней, ° С | Материал | Продолжительность контакта, с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Непокрытый металл 70 67 65 63 62 61 61 60 60 59 Керамика, стекло, камень 86 81 78 76 74 73 73 72 71 70 Пластмассы 94 87 84 82 81 79 78 78 77 76 Дерево 140 122 116 113 109 108 108 108 107 107
Нагревательные исушильные печи должны быть герметичными и в рабочем состоянии находиться поднебольшим (2 — 3 мм вод. ст.) разрежением. При невозможности полнойгерметизации их надлежит обеспечивать устройствами для удаления горячих газовна участках загрузки и выгрузки. Выпуск горячих газов из нагревательных исушильных печей в помещение не допускается.
Нагревательные исушильные печи, работающие на газе, оборудуются устройствами дляавтоматического отключения в случае прекращения в них тяги при остановкевентилятора.
Выгрузка материалов изнагревательных и сушильных печей должна производиться после их охлаждения донормируемой температуры.
В конструкциинагревательных и обжиговых печей для штучных изделий, сушильных и других камердолжны быть предусмотрены механизированные системы загрузки, выгрузки итранспортировки изделий, исключающие необходимость захода рабочих внутрьнагретых агрегатов.
Ручная разгрузка изагрузка камерных печей впредь до замены их печами проходного (туннельного)типа, а также производство ремонтных работ в печах, ковшах, регенераторах,шлаковниках, обжиговых горнах, сушильных камерах и др. с заходом рабочих внутрьнагретых агрегатов допускаются как исключение при температуре воздуха не выше40 град. С и выполнении требований, указанных в табл.9, а также обязательномиспользовании средств индивидуальной и коллективной защиты, в том числе сискусственным охлаждением, в соответствии с требованиями нормативно-техническойдокументации к средствам коллективной и специальной защиты от повышенныхтемператур, инфракрасных излучений.(3)
Таблица 9.
Допустимая продолжительностьоднократной непрерывной работы и необходимое время отдыха при выполненииремонтных работ с заходом внутрь нагретых агрегатовТемпература воздуха, град. С Продолжительность, мин. работы отдыха 28 36 24 30 34 25 32 32 26 34 30 27 36 28 28 38 26 29 40 24 30
Охлаждение нагретыхматериалов, изделий и передвижного оборудования непосредственно в рабочихпомещениях следует производить на специальном участке, оборудованномэффективным устройством для местного удаления выделяемого тепла и защиты работающихот теплового облучения.
Участки технологическогооборудования с использованием хладагентов должны иметь ограждения.Металлические поверхности ручных инструментов, металлические ручки и задвижкитехнологического оборудования необходимо покрывать теплоизолирующим материалом.
В целях профилактикихолодовых травм температура металлических поверхностей оборудования при наличиивозможности случайного (непреднамеренного до 20 сек.) контакта открытогоучастка кожи с ними не должна быть ниже 4 град. С. Обязательным являетсяиспользование защитных перчаток или рукавиц.
При работе в холоднойсреде работники должны быть обеспечены комплектами теплоизолирующих СИЗ,соответствующими условиям трудовой деятельности, в соответствии с действующиминормативными документами.
Технологические процессы,сопровождающиеся влаговыделениями, должны быть непрерывными, механизированнымиили автоматизированными и осуществляться с преимущественным использованиемоборотных циклов воды при максимальном ограничении контакта работающих с водойи водными растворами.
Оборудование, являющеесяисточником влаговыделения, должно быть герметичным и снабжено устройствами длямеханического открывания и автоматического закрывания загрузочно-выгрузочныхотверстий.
Смотровые окна и люкиоборудования, предназначенные для визуального контроля и отбора проб, должныиметь уплотнительные прокладки или самоуплотняющиеся задвижки, обеспечивающиегерметичность оборудования.
Использованиенегерметизированного оборудования с выделением влаги допускается в исключительныхслучаях при условии его установки в отдельном специально оборудованномпомещении.
Оборудование, в которомиспользуется вода и водные технологические растворы с температурой выше 30 °С и которое не исключает поступлениеводных паров в рабочую зону, необходимо обеспечивать укрытиями с устройствомсистем вытяжной вентиляции.
Температура воды илирастворов смачивающих жидкостей, используемых в технологических процессах сприменением ручных операций, должна быть в диапазоне
25 °С — 30 °С.
Слив в канализациюсточных вод из оборудования надлежит производить закрытым способом. Спусксточных вод на пол производственного помещения, а также устройство открытыхжелобов для их стока в канализацию не допускаются. (13,14).
3.Профилактика перегревания и переохлаждения
3.1 В целях профилактикиперегревания работников при температуре воздуха выше допустимых величин времяпребывания на этих рабочих местах следует ограничить величинами, указанными втабл. 9, при этом среднесменная температура воздуха не должна выходить запределы допустимых величин температуры воздуха для соответствующих категорийработ, установленных санитарными правилами и нормами по гигиеническимтребованиям к микроклимату производственных помещений.
Допускается перегреваниеработника выше допустимого уровня при регламентации периодов непрерывногопребывания на рабочем месте и периодов отдыха в условиях теплового комфорта.При температуре воздуха 50 — 40 °С допускается не более, чем трехкратное пребывание за рабочуюсмену указанной продолжительности.
Время непрерывногопребывания на рабочем месте, указанное в табл.9 для лиц, не адаптированных кнагревающему микроклимату (вновь поступившие на работу, временно прервавшиеработу по причине отпуска, болезни и др.), сокращается на 5 минут, апродолжительность отдыха увеличивается на 5 минут.
При работе в специальнойзащитной одежде, материалы которой являются воздухо- и влагонепроницаемыми,температура воздуха (табл. 9) снижается из расчета 1,0 °С на каждые 10% поверхности тела,исключенной из тепломассообмена.
Работники, подвергающиесятепловому облучению в зависимости от его интенсивности, обеспечиваютсясоответствующей спецодеждой, имеющей положительное санитарно-эпидемиологическоезаключение.
Используемые коллективныесредства защиты должны отвечать требованиям действующих нормативных документовна средства коллективной защиты от инфракрасных излучений (ИК-излучений).
В целях уменьшениятепловой нагрузки на работников допускается использовать воздушное душирование.
Для интегральной оценкитермической нагрузки среды, обусловленной комплексом факторов (температуравоздуха, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение),следует использовать индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс), величиныкоторого с учетом уровня энерготрат и продолжительности воздействия в течениерабочей смены приведены в таблице 6.
Профилактике нарушенияводного баланса работников в условиях нагревающего микроклимата способствуетобеспечение полного возмещения жидкости, различных солей, микроэлементов(магний, медь, цинк, йод и др.), растворимых в воде витаминов, выделяемых изорганизма с потом.
Для оптимальноговодообеспечения работающих целесообразно размещать устройства питьевоговодоснабжения (установки газированной воды-сатураторы, питьевые фонтанчики,бачки и т.п.) максимально приближенными к рабочим местам, обеспечивая к нимсвободный доступ.
Для восполнения дефицитажидкости целесообразно предусматривать выдачу работающим чая, минеральнойщелочной воды, клюквенного морса, молочнокислых напитков (обезжиренное молоко,пахта, молочная сыворотка), отваров из сухофруктов при соблюдении санитарных норми правил их изготовления, хранения и реализации.
Для повышенияэффективности возмещения дефицита витаминов, солей, микроэлементов, применяемыенапитки следует менять. Не следует ограничивать работников в общем количествепотребляемой жидкости, но объем однократного приема регламентируется (одинстакан). Наиболее оптимальной является температура жидкости, равная
12 – 15 °С
3.2 Работающие наоткрытой территории в холодный период года обеспечиваются комплектом средствиндивидуальной защиты (СИЗ) от холода с учетом климатического региона (пояса).При этом комплект СИЗ должен иметь положительное санитарно-эпидемиологическоезаключение с указанием величины его теплоизоляции.
Во избежание локальногоохлаждения работающих следует обеспечивать рукавицами, обувью, головнымиуборами применительно к конкретному климатическому региону (поясу). Нарукавицы, обувь, головные уборы должны иметься положительныесанитарно-эпидемиологические заключения с указанием величин их теплоизоляции.
При разработкевнутрисменного режима работы следует ориентироваться на допустимую степеньохлаждения работающих, регламентируемую временем непрерывного пребывания нахолоде и временем обогрева в целях нормализации теплового состояния организма.
В целях нормализациитеплового состояния работника температура воздуха в местах обогреваподдерживается на уровне 21 — 25°С. Помещение следует также оборудовать устройствами,температура которых не должна быть выше 40 °С (35 – 40 °С), для обогрева кистей и стоп.
Продолжительность первогопериода отдыха допускается ограничить 10 минутами, продолжительность каждогопоследующего следует увеличивать на 5 минут.
В целях более быстройнормализации теплового состояния и меньшей скорости охлаждения организма впоследующий период пребывания на холоде, в помещении для обогрева следуетснимать верхнюю утепленную одежду.
Во избежаниепереохлаждения работникам не следует во время перерывов в работе находиться нахолоде (на открытой территории) в течение более 10 минут при температуревоздуха до -10°С и не более 5минут при температуре воздуха ниже -10°С.
Перерывы на обогрев могутсочетаться с перерывами на восстановление функционального состояния работникапосле выполнения физической работы. В обеденный перерыв работник обеспечивается«горячим» питанием. Начинать работу на холоде следует не ранее, чемчерез 10 минут после приема «горячей» пищи (чая и др.).
При температуре воздуханиже -30°С не рекомендуется планироватьвыполнение физической работы категории выше IIa. При температуре воздуха ниже-40 °С следует предусматривать защиту лицаи верхних дыхательных путей.
4. Контроль параметров микроклимата, требованияк его организации и методам измерения
4.1 Контроль параметровмикроклимата
При работах, выполняемыхсидя, температуру и скорость движения воздуха измеряют на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха — на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадке.
При работах, выполняемыхстоя, температуру и скорость движения воздуха измеряют на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха — на высоте 1,5 м
Температуру поверхностейизмеряют в случаях, если рабочие места удалены от них на расстояние не болеедвух метров.
Скорость движения воздухаизмеряют анемометрами вращательного действия (крыльчатые, чашечные). Скоростидвижения воздуха до 0,5 м/с можно измерять кататермометрами.
Интенсивность тепловогооблучения измеряют актинометрами, радиометрами и др.
По результатам измеренийпараметров микроклимата составляется протокол, где даётся оценка соответствияполученных результатов нормативным требованиям.
Исключительно важную рольна состояние работоспособности оказывает комплекс вредных производственныхфакторов. Как видам, производственная среда оказывает на работающего вредныевоздействия: тепловыделение, шум, вибрация, различные излучения, специфическиенарушения органов зрения и т.д. Выделение тепла видеотерминалами влияет наповышение температуры, изменение влажности воздуха на рабочем месте.
Измерения показателеймикроклимата проводят в рабочей зоне на высоте 1,5 м от пола, повторяя их в различное время дня и года, в разные периоды технологического процесса.Измеряют температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха. Дляизмерения температуры и относительной влажности воздуха используют аспирационныйпсихрометр Асмана. Он состоит из двух термометров. Сухой термометр показываеттемпературу воздуха. Показания влажного термометра зависят от относительнойвлажности воздуха: температура его тем меньше, чем ниже относительнаявлажность, поскольку с уменьшением влажности возрастает скорость испарения водыс увлажненной ткани и поверхность резервуара охлаждается более интенсивно.
Скорость движения воздуха измеряется с помощью анемометров. При скоростидвижения воздуха свыше 1 м/с используют крыльчатые или чашечные анемометры, применьших скоростях — термоанемометры.(2,8,9)
4.2 Требования корганизации контроля и методам измерения микроклимата
Измерения показателеймикроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должныпроводиться в холодный период года — в дни с температурой наружного воздуха,отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чемна 5° С, в теплый период года — в дни с температурой наружного воздуха,отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца неболее чем на 5° С. Частота измерений в оба периода года определяетсястабильностью производственного процесса, функционированием технологического исанитарно-технического оборудования.
При выборе участков ивремени измерения необходимо учитывать все факторы, влияющие на микроклиматрабочих мест (фазы технологического процесса, функционирование системвентиляции и отопления и др.). Измерения показателей микроклимата следуетпроводить не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце). При колебанияхпоказателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами,необходимо проводить дополнительные измерения при наибольших и наименьшихвеличинах термических нагрузок на работающих.
Измерения следуетпроводить на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участковпроизводственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них.
При наличии источниковлокального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов,окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т.д.) измерения следует проводитьна каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных отисточников термического воздействия.
В помещениях с большойплотностью рабочих мест, при отсутствии источников локального тепловыделения,охлаждения или влаговыделения, участки измерения температуры, относительнойвлажности и скорости движения воздуха должны распределяться равномерно поплощади помещения.
При работах, выполняемыхсидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, относительную влажность воздуха — на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах,выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять навысоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха — на высоте 1,5 м.
При наличии источниковлучистого тепла тепловое облучение на рабочем месте необходимо измерять откаждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающемупотоку. Измерения следует проводить на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки.
Температуру поверхностейследует измерять в случаях, когда рабочие места удалены от них на расстояние неболее двух метров. Температура каждой поверхности измеряется аналогичноизмерению температуры воздуха.
Температуру и относительнуювлажность воздуха при наличии источников теплового излучения и воздушныхпотоков на рабочем месте следует измерять аспирационными психрометрами. Приотсутствии в местах измерения лучистого тепла и воздушных потоков температуру иотносительную влажность воздуха можно измерять психрометрами, не защищенными отвоздействия теплового излучения и скорости движения воздуха. Могутиспользоваться также приборы, позволяющие раздельно измерять температуру ивлажность воздуха.
Скорость движения воздухаследует измерять анемометрами вращательного действия (крыльчатые, чашечные идр.). Малые величины скорости движения воздуха (менее 0,5 м/с), особенно приналичии разнонаправленных потоков, можно измерять термоэлектроанемометрами, атакже цилиндрическими и шаровыми кататермометрами при защищенности их оттеплового излучения.
Температуру поверхностейследует измерять контактными приборами (типа электротермометров) идядистанционными (пирометры и др.).
Интенсивность тепловогооблучения следует измерять приборами, обеспечивающими угол видимости датчика,близкий к полусфере (не менее 160°) и чувствительными в инфракрасной и видимойобласти спектра (актинометры, радиометры и т.д.).
Диапазон измерения идопустимая погрешность измерительных приборов должны соответствоватьтребованиям, указанным в табл.3 приложения.
По результатамисследования необходимо составить протокол, в котором должны быть отраженыобщие сведения о производственном объекте, размещении технологического исанитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения ивлаговыделения, приведены схема размещения участков измерения параметровмикроклимата и другие данные.
В заключении протоколадолжна быть дана оценка результатов выполненных измерений на соответствиенормативным требованиям.(2,14,9)
5. Мероприятияпо нормализации состояния воздушной среды производственных помещений
Требуемое состояниевоздуха рабочей зоны может быть обеспечена выполнением определенныхмероприятий, к основным из которых относятся:
5.1 Механизация и автоматизацияпроизводственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия имеютбольшое значение для защиты от воздействия вредных веществ, тепловогоизлучения, особенно при выполнении тяжелых работ. Автоматизация процессов,сопровождающихся выделением вредных веществ, не только повышаетпроизводительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся изопасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционнымуправлением вместо ручной дает возможность резко оздоровить условия трудасварщика, применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручнойтруд.
5.2 Применение технологических процессови оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их врабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудованиянеобходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредныхвеществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например,заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топливана газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применениемпылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении итранспортировке материалов и т. д.
Большое значение дляоздоровления воздушной среды имеет надежная герметизация оборудования, вкотором находятся вредные вещества, в частности, нагревательных печей,газопроводов, насосов, компрессоров, конвейеров и т. д. Через неплотности всоединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходитистечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависитот его физических свойств, площади неплотностей и разницы давлений снаружи ивнутри оборудования.
5.3 Защита от источников тепловыхизлучений. Это важно для снижения температуры воздуха в помещении и тепловогооблучения работающих.
5.4 Кондиционированиевоздуха: искусственное поддержание его в помещении в определенных условиях(кондициях) по температуре, влажности и чистоте. В соответствии с заданнымиусловиями воздух нагревают или охлаждают, увлажняют или осушают, очищают от пылиили запахов (дезодорация), подвергают ионизации (лучами) или озонированию.
На промышленныхпредприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечениякомфортных санитарно-гигиенических условий, создание которых обычнойвентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса. Впоследнем случае кондиционирование применяют:
а) для поддержанияопределенных температурно-влажностных условий, позволяющих производитьобработку материалов и изделий с минимальными допусками (точноемашиностроение);
б) для обеспечения особойчистоты воздуха и исключения выделения влаги из него, а также пота с рукрабочих на точно обработанные поверхности изделий (полупроводниковая, электровакуумнаяпромышленность);
в) для поддержаниязаданного влагосодержания материалов и изделий.
6.5. Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение дляоздоровления воздушной среды в производственных помещениях.
5.6 Применение средств индивидуальной защиты.(5,11,14)
6. Проектирование системзащиты организма работающих от действия неблагоприятных производственныхфакторов
6.1 Архитектурно-планировочные мероприятия
Производственные здания и помещения должны отвечать требованиямСНиП и СН. На этапах проектирования и строительства необходимо учитыватьсанитарный класс помещения, нормы полезной площади для работающих и подоборудование, а также соблюдать требуемую ширину проходов для безопасного иудобного обслуживания оборудования.
Помещения, в которых выделяется большое избыточное количествовлаги или явного тепла (более 83,8кДж/(м3-ч)), следует располагать унаружной стены здания с подветренной стороны. Помещения, в которых процесспроизводства связан с выделением пыли, паров, газов или сопровождается шумом,вибрацией, должны быть изолированы от других помещений. Ворота итехнологические проемы в наружных стенах зданий, как правило, проектируют степловыми воздушными завесами, а входы в отапливаемые здания — с двойными тамбурамипри глубине открытия каждого отделения из них не менее 1,2 м.
Объем производственного помещения на одного работающегодолжен быть не менее 15 м3, а площадь — не менее 4,5 м2.
Запрещается устраивать производственные помещения вподвальных этажах. Размещение оборудования в подвальных помещениях допускаетсялишь в тех случаях, когда это необходимо в связи с особенностямитехнологических процессов. Для исключения пересечения технологических потоковнаиболее целесообразно располагать помещения с учетом последовательностивыполнения производственных операций.
Высоту помещений выбирают в зависимости от характератехнологического процесса такой, чтобы обеспечивалось удаление избыточныхколичеств теплоты, влаги и газов, но не менее 3 м. В помещениях, где предполагается устройство аэрации, для создания необходимого теплового напораот теплоизлучающей поверхности высота должна быть не менее 4...6 м. Ширинупешеходных галерей принимают в пределах 0,3...1,5 м, проходов между стеллажами— не менее 1 м.
Стены и потолки зданий должны быть достаточно теплостойкие,чтобы на их внутренних поверхностях не конденсировалась влага. Поверхностиограждающих строительных конструкций следует выполнять ровными из материалов,устойчивых к химически агрессивной среде и легко обрабатываемых при проведениивлажной уборки и дезинфекции. Полы должны быть ровные, гладкие, но нескользкие,иметь низкую теплопроводность, не выделять пыли и возвышаться над уровнемприлегающей территории на величину не менее 0,15 м. Допустимая высота порогов менее 0,1 м.
В световых проемах предусматривают фрамуги или форточки сприспособлениями для открывания с пола помещения и фиксации в требуемомположении. При заполнении оконных проемов стеклоблоками в зданиях применяютустройства для естественного проветривания. В зданиях с верхним светом, приналичии больших площадей остекления, устанавливают специальные механизмы дляоткрывания окон и фрамуг. Ворота, двери и окна должны легко открываться на всюширину проема.
6.2Инженерно-технологические мероприятия
6.2.1 Вентиляционныесистемы
Виды вентиляции. Процесс замены загрязненного воздуха помещений свежим, чистымназывают вентиляцией. После принятия мер по совершенствованию технологии иоптимизации конструктивного исполнения оборудования с целью исключениявоздействия вредностей на человека или снижения их уровней и концентраций допредельно допустимых значений вентиляция позволяет наилучшим образом снизитьизбыточные количества теплоты, влаги, вредных газов, паров и пыли. Определяющийпоказатель при выборе систем вентиляции — коэффициент кратности воздухообмена, ч-1
/>
где L, —воздухообмен в помещении, м3/ч; Vп — внутренний объем помещения, м3.
Для помещения объемом 120 м3 с величиной воздухообмена 140 м3/ч коэффициент кратности воздухообмена равен 1,33 ч-1
При k 5 ч-1 — искусственную с подогревом приточного воздуха.
Назначение рабочих систем вентиляции — удаление из помещенийвредностей или снижение их концентраций до предельно допустимых для постоянногоподдержания требуемых параметров воздушной среды. Тем не менее существуютопределенные производства, в воздух рабочих зон которых могут внезапнопоступать большие количества вредных веществ (кроме пыли). Для предотвращенияострых отравлений работающих в таких помещениях устраивают аварийную системувентиляции (как правило, вытяжную), которая совместно с рабочей вентиляциейдолжна обеспечивать k > 8. С помощью аварийной вентиляциитакже поддерживают необходимые параметры воздушной среды при выходе из строярабочей системы вентиляции.
Общеобменная вентиляция характеризуется более или менее равномерными подачей иудалением воздуха по всему объему помещения. Местная вентиляция — это удалениезаданных объемов воздуха только от определенных рабочих мест или подача его копределенным рабочим местам.
Вытяжная общеобменная вентиляция необходима для активного удалениявоздуха, загрязненного по всему объему помещения, при малой кратностивоздухообмена. Приточная общеобменная вентиляция применима в помещениях слокальным выделением вредностей для создания воздушного подпора, усиливающегоэффективность работы местной вытяжной вентиляции. Приточно-вытяжная вентиляция,которая может быть только общеобменной, целесообразна для обеспеченияинтенсивного и надежного обмена воздуха в помещениях.
Нерегулируемая естественная вентиляция (инфильтрация) осуществляется черезнеплотности строительных конструкций зданий — поры стен, перегородок, щелидверей, окон и пр. Организованный и управляемый воздухообмен за счетестественных природных сил (ветрового и теплового напоров) называется аэрацией (рис.1). Применение аэрации эффективно и экономически выгодно в горячих цехах.Например, для поддержания концентрации вредностей в пределах ПДК в кузнечномцехе на 1 т поковок требуется около 100 т чистого воздуха. Замена механическойвентиляции аэрацией в этом случае позволяет сэкономить десятки тысяч кВт*ч электроэнергии.Однако следует помнить, что аэрация
/>
Рис.1. Схема возникновения теплового и ветрового напоров:
И — источники вьщеления теплоты; + — зоны повышенногодавления; — зоны разрежения
применима лишь при наличии определенных конструктивныхособенностей здания и значительных тепловыделений.
Местная вытяжная система вентиляции состоит из устройств, конструктивноеоформление которых в зависимости от вида вредности (избыточные количестватеплоты, влаги, пыли и т. п.) различно. Это могут быть кожухи, полностью иличастично закрывающие источник вредных выделений, вытяжные шкафы с рабочимиокнами для обслуживания, вытяжные зонты и бортовые отсосы (устройства,всасывающие отверстия которых приближены к источнику выделения). Отсасываниевоздуха непосредственно из оборудования или из-под кожуха, которым оно укрыто,называется аспирацией. Степень создаваемого в системах аспирации разрежениядолжна быть тем большей, чем выше токсичность удаляемой вредности.
Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах длязащиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес — дляпредотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный периодгода через открывающиеся ворота или двери.
Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к системам вентиляции:
превышение объема приточного воздуха над объемом вытяжки 10….15%;
подача воздуха в зоны с наименьшим выделением вредностей иудаление из мест наибольшего его загрязнения;
отсутствие переохлаждения или перегревания работающих;
выход загрязненного воздуха только в проветриваемые участкиприлегающей территории;
соответствие уровней шума и вибрации при работе вентиляцииустановленным нормам;
простота устройства и надежность в эксплуатации;
пожаро- и взрывобезопасность.
Определение необходимого воздухообмена
Воздухообмен, м3/ч, при нормальном микроклимате иотсутствии вредных веществ или содержании их в пределах норм можно определитьпо формуле
/>
где п — численность работающих; L1 — расходвоздуха на одного работающего, м3/ч, не менее: 30 при объемепомещения, приходящемся на одного рабочего, менее 20м3; 20 — при20...40 м3 и 40 — в производственных помещениях без световыхпроемов.
Для помещения, в котором работает 7 человек, воздухообменравен 140 м3/ч
Для помещений, где на одного работающего приходится более 40 м3 воздуха, и при естественной вентиляции (через открытые форточки, двери и т. п.)воздухообмен не рассчитывают.
Для санитарно-бытовых, общественных и вспомогательныхпомещений необходимое для удаления вредностей количество воздуха допускаетсяопределять по кратности воздухообмена. Например, коэффициент кратностивоздухообмена для административных помещений равен 1,5 (по вытяжке), вестибюлей— 2 (по притоку), залов совещаний вместимостью до 100 человек — 3 (по притоку ивытяжке), курительных — 10 (по вытяжке), помещений для отдыха — 5 (по притоку)и 4 (по вытяжке), умывальных — 1 (по вытяжке) и т. д.
При выделении в воздух производственных помещений вредныхвеществ производительность систем вентиляции по притоку и вытяжке следуетопределять, руководствуясь количеством вредностей, поступающих в помещения.
Количество воздуха, необходимое для обеспечения требуемыхпараметров воздушной среды в рабочей зоне, рассчитывают:
а) для помещений с тепловыделениями — по избыточномуколичеству явной теплоты;
б) для помещений с тепло- и влаговыделениями — по избыточномуколичеству явной теплоты, влаги и скрытой теплоты в рабочей зоне;
в) для помещений с выделением вредных газов и пыли — поколичеству вредностей, поступающих в рабочую зону, исходя из условий сниженияих концентраций до предельно допустимых. Если неизвестно количество вредностей,выделяющихся в пределах рабочей зоны, то воздухообмен следует рассчитывать повсему помещению на основе полного количества выделяющихся в нем вредностей.
Воздухообмен, м3/ч, необходимый для поддержаниятемпературы воздуха в помещении в заданных пределах,
/>
где Q — избыточное количество теплоты,выделяемое всеми источниками внутри помещения, кДж/ч; см — удельнаямассовая теплоемкость воздуха, равная 0,99 кДж/(кг • К);
Тв- нормативное значение температурывнутреннего воздуха в помещении, К; Тн.в. — расчетнаятемпература наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К; рн.в.-плотность наружного воздуха, кг/м3.
Максимальную производительность систем вентиляции большинствазданий, необходимую для удаления избыточного количества выделяемой теплоты,определяют по летнему периоду с учетом теплоты от солнечной радиации.
Воздухообмен, требуемый для сохранения оптимальнойотносительной влажности воздуха в помещении,
/>
Где W — количествоводяных паров, выделяющихся в помещении г/ч; dв, dн — влагосодержание соответственновнутреннего и наружного воздуха при максимальном его насыщении и заданнойтемпературе, г/кг; φв, φн — относительнаявлажность соответственно внутреннего и наружного воздуха, %.
Расчет воздухообмена для удаления избыточного тепла.
Исходные данные:
категория тяжести работ — IIа (средней тяжести); количество работников – 24 человекаFост=72м2;
Fп=432м2; Установочная мощность – 9,6кВт; Видтоплива – ЭП (электрическая печь);
расходуемая мощность светильников – 4,8 кВТ; количествовоздуха, удаляемое через местные отсосы – L0.3=600м3/час;t0.3=36oC; tп=22оС;
Порядок расчета:
Количество тепла, поступающего от солнечной радиации:
Qост=Fост*qост*Aост=72*140*0,7=7056Вт;
Для покрытий:
Qп.рад=Fп*qп*Кп=432*15*0,5=3240Вт;
Fост и Fп – площадь поверхностиостекления и покрытия, м2;
qост и qп – теплопоступления(qост=70-210; qост=140Вт/м2; qп=6-24; qп=15Вт/м2)
Аост – коэффициент остекления
Кп – коэффициент теплоотдачи покрытия
Тепловыделения в производственное помещение от оборудования,приводимого в движение электродвигателем.
Q=1000 N*n1*n2*n3*n4=1000*9.6*0.15=1440Вт;
Тепловыделения от электрических печей и ванн.
Q=1000 N*L*n=1000*9.6*0.7*1=6720Вт;
L – коэффициент, учитывающий долю тепла, выходящего в цех;
n – коэффициент одновременности работы печей
Тепловыделения от искусственного освещения.
Q=1000*N=1000*4.8=4800Вт;
5. Необходимое количество воздуха
L1=L0.3 + (Qя – L0.3*C*p(t0.3-tn)/C*p*(tyx-tn));
Qя – избыток явного тепла в помещении
(Qя= 7056+3240+1440+6720+4800=23256 кДж/ч);
р – плотность поступающего воздуха; р=1,2 кг/см3;
tyx – температура воздуха, удаляемого из помещенияза пределы рабочей или обследуемой зоны;
tyx =7+tп=7+22=29оС;
С – массовая удельная теплоемкость воздуха, С = 1кДж/кг*оС;
L1= 600+(23256-600*1*1.2(36-22)/1*1.2(29-22))=600+(23256-10080/8.4)=2168,6м3/ч
Расчет естественной общеобменной вентиляции
Естественная вентиляция зданий и помещений обусловленатепловым напором (разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха) иветровым напором. Согласно закону Гей—Люссака при нагревании воздуха на 1 К егообъем увеличивается на 1/273, а плотность соответственно уменьшается.Следовательно, тепловой напор тем больше, чем значительнее разница температурнаружного и внутреннего воздуха. В соответствии с указаниями СНиП 2.04.05—91ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защитывентиляционных проемов от задувания. Поэтому естественную вентиляциюрассчитывают, основываясь только на действии теплового напора.
Естественная вентиляция зданий осуществляется посредствомудаления загрязненного воздуха с помощью вытяжных труб (шахт) и поступлениячистого наружного воздуха через приточные каналы или неплотности в строительныхконструкциях (рис. 2).
Разность давлений, Па, на концах вытяжной трубы:
/>
где g = 9,81 м/с2 — ускорениесвободного падения; h —длина вытяжнойтрубы, м; pн, pв — плотность соответственно наружногои внутреннего воздуха, кг/м3: при нормальном атмосферном давлении итемпературе Т (К) плотность воздуха р = 353/ T (здесь 353 — переводной коэффициент).
ΔН=9,81*4*(1,3-1,19)=4,3 Па
/>
Рис. 2 Схема действияестественной вентиляции зданий
Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,
/>
V=(2*4,3/1,3)1/2=2,58 м/с
Действительная скорость движения воздуха в трубе меньшетеоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящееот формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Этускорость рассчитывают по формуле
/>
где ψ = 0,32...0,65 — коэффициент, учитывающийсопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ =0,5.
Vд=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)1/2=1,3м/с
По найденному значению Vд вычисляютсуммарную площадь сечения вытяжных труб, м2,
Sr = L/(3600 Vд),
где L — требуемый воздухообмен, м3/ч.
Sr=2168,6/(3600*1,3)=0,5
Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивныхразмеров шахты:
n = Sr/S,
где S — площадь поперечного сечения шахты, м2.
n=0,5/0,25=2
Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счетиспользования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаяхустанавливают дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что приобдувании их ветром площадь сечения участка, работа ющего на вытяжку,значительно больше, чем участка, работающего на приток
/>
Рис. 3. Дефлекторы:
А — ЦАГИ: 1-колпак, 2-обечайка, 3-конус, 4 -диффузор, 5 — шахта;б -остроугольный: 1-фланец, 2-диффузор, 3- колпак, 4- корпус, 5 -лапка; в -звездообразный:1- колпак, 2 -корпус, 3 -косынка для крепления корпуса к трубе
/>
Рис. 4. Схема работы дефлекторов:
а — звездообразного (горизонтальныйразрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоныразрежения
В результате разность давлений на концах вытяжной трубыувеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает. Дефлектор подбирают подиаметру, м, вычисляемому по формуле
/>
где Lд — пропускная способность дефлектора,м3/ч; kэ — коэффициент эффективности: для цилиндрическогодефлектора ЦАГИ kэ = 0,4, для звездообразного kэ, = 0,42; VB — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.
/>
Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношенияобъемов приточного и удаляемого воздуха:
а – Lв>Lпр,p1p2
/>
Рис. 6 Схемы организации воздухообмена при общеобменнойвентиляции
Расчет искусственной общеобменной вентиляции
В производственных помещениях широко применяют системывентиляции с искусственным побуждением воздуха. Несмотря на повышенные затратына их устройство и эксплуатацию, такие системы обладают следующимипреимуществами: подача воздуха в любую точку помещения; обработка приточноговоздуха посредством его нагрева, увлажнения и очистки от нежелательныхпримесей; улавливание вредностей непосредственно в местах их выделения; очисткаудаляемого воздуха и использование его теплоты для нагрева подаваемого впомещение наружного воздуха.
В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в видеотверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками;устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки,шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройстваи пр.
Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяютцентробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежныевентиляторы делят на три группы: низкого давления — до 1000 Па, среднегодавления — от 1000 до 3000 Па и высокого давления — свыше 3000 Па. Давление,создаваемое осевыми вентиляторами, как правило, не превышает 350 Па. Существуюткрышные вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть какцентробежными, так и осевыми.
В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторыизготовляют:
обычного исполнения — для перемещения неагрессивных сред стемпературой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли идругих твердых примесей менее 150 мг/м3;
антикоррозийного исполнения — для перемещения агрессивныхсред;
взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрывоопасныхсмесей;
пылевые — для перемещения воздуха с содержанием пыли более150мг/м3.
Проектирование и расчет системы искусственной (механической)вентиляции выполняют в следующем порядке. Выбирают конфигурацию вентиляционнойсети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования,разбивают ее на участки. Зная требуемый расход воздуха на отдельных участкахсети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом свентилятором, 8...12 м/с, а для отдаленных участков сети 1...4м/с), определяютдиаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления. Затем рассчитываютобщие потери напора в сети, Па,
нс = нм + нп,
Нс=1,28+0,12=1,4 Па
где Нм — местные потери; Нп — потери напрямых участках воздуховодов.
Местные потери напора, Па, определяют по формуле
/>
Нм=0,5*0,5*22*1,28=1,28 Па
где ψм — коэффициент местных потерь напора:для жалюзи на входе 0,5, для внезапного сужения 0,2...0,3, для колена под углом90° 1,1, колена под углом 120° 0,5, колена под углом 150° 0,2 и т. д.; v — скорость воздуха насоответствующем участке вентиляционной сети, м/с; р — плотность движущегося всети воздуха, кг/м3.
Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па,находят по формуле
/>
Нп=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па
Где ψT— коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала,из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена0,01; lT— длина трубы соответствующегоучастка сети, м; vcp —средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети,м/с; dT, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.
Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительностьвентиляторов, м3/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха ввентиляционной сети:
/>
где kл — поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха:при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из трубдлиной до 50 м kп = 1,1, в остальных случаях kп = 1,15.
Lв=1,1*1000=11000м3/ч
На основе известных величин LB и Нс по номограммам (рис. 7) выбирают маркувентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) и взависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнениевентилятора.
/>
Рис. 7. Номограмма длявыбора вентиляторов серии Ц 4-70
Центробежные вентиляторы с колесами диаметром 0,5 м и более должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, >0,8; при лопастях,загнутых вперед, >0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, >0,65.
КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевыхвентиляторов с колесами диаметром 0,5 м и более — не менее 0,6.
Мощность электродвигателя, кВт, для принятого вентиляторарассчитывают по формуле
/>
Где kз= 1,05...1,5— коэффициент запаса; ηв— КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов η|в = 0,4..0,8; ηп — КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9,клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощьюмуфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.
Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимодобиваться выполнения следующего условия:
/>
где D — диаметр рабочего колеса вентилятора,м; n —частота вращения вентилятора, мин-1:n = A/(60N); А — безразмерный параметр,определяемый по номограммам при выборе вентилятора; N— номервентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).
Расчет местной вентиляции
Расчет производительности вытяжного зонта. Над оборудованием, являющимсяисточником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха(кузнечные горны, горячие ванны или печи и т. п.), чаще всего устанавливаютвытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том,что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы иаэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрыватьповерхность выделения вредностей, а его рабочий проем — быть максимальноприближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонтапринимают в пределах 0,15...1,25 м/с, причем большие ее значения при большейтоксичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объемвоздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м3/ч,находят из выражения
L =3600a6v,
где а,6 — размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v — скорость движения воздуха вприемной части зонта, м/с.
L=3600*0,4*0,6*0,2=173 м3/ч
Расчет местной вентиляции наплавочных установок. Выделяющиеся при полуавтоматической иавтоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляютсячерез воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250...350 мм. Вэтом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м3/ч,рассчитывают по формуле
/>
где k0— коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, дляворонкообразного 13,2; I—сварочныйток, А.
L=12*(1000)1/3=120 м3/ч
/>Рис. 8. Вытяжная вентиляция на рабочем месте сварщика: 1 — вентилятор; 2 — вытяжная труба; 3 — стол сварщика; 4 — стена Рис. 9. Схема вытяжной вентиляции заточного станка
Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли частослужат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами(рис.9), которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причемвытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещенияпылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого черезнего воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней частикожуха. Производительность вентиляции, м3/ч, заточных, шлифовальныхи аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивныхкругов:
L=1000DA,
где D — диаметрабразивного круга, м; А — коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при D0,6m.
L=1000*0.3*1.8=540 м3/ч
6.2.2 Кондиционирование воздуха
Кондиционирование — это процесс поддержания температуры,влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническимитребованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основныхтребований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенныхсоотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха;средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений(стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностьюдвижения воздуха внутри помещения.
Кроме того, системой кондиционирования воздуха должна регулироватьсяконцентрация газов, паров и пыли в помещении. Если система предназначена длясоздания комфортных условий людям, то она должна также уменьшать запахи,выделяемые человеческим телом.
Кондиционером называют техническое устройство (рис.10),которое с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает впомещении заданные параметры воздушной среды. В зависимости от предъявляемыхтребований по обеспечению необходимого состояния воздуха помещений кондиционерыбывают двух типов: полного кондиционирования (обеспечивают постояннымитемпературу, относительную влажность, скорость движения и чистоту воздуха) инеполного кондиционирования (поддерживают постоянными только часть параметровили один из них — чаще всего температуру).
По способу холодоснабжения различают автономные и неавтономныекондиционеры. В автономные кондиционеры для охлаждения воздуха встроеныхолодильные агрегаты, а неавтономные снабжают холодоносителем централизованно.
По способу подготовки и распределения воздуха кондиционерыделят на центральные и местные.
Конструкция центральных кондиционеров предполагаетприготовление воздуха вне пределов обслуживаемых помещений и распределение егопо системам воздуховодов. Их применяют в помещениях большого объема, так какпроизводительность таких кондиционеров по воздуху сравнительно высока исоставляет 30...250 тыс. м3/ч.
Местные кондиционеры подготавливают воздух непосредственно вобслуживаемых помещениях и подают его сосредоточенно в определенную зону. Ихприменяют в сравнительно небольших помещениях (объемом до 500 м3). Производительность таких кондиционеров по воздуху 1,5...20 тыс. м3/ч.
Кондиционирование воздуха по сравнению с вентиляцией требуетбольших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, но вложенные денежныесредства окупаются за счет повышения производительности труда и качествавыпускаемой продукции, снижения заболеваемости работающих и процентабракованных изделий.
/>
Рис. 10. Схема кондиционера:
1- заборный воздуховод; 2- фильтр; 3- соединительныйвоздуховод; 4- калорифер; 5- форсунки увлажнителя воздуха; 6- каплеуловитель;7- калорифер второй ступени; 8- вентилятор; 9- отводной воздуховод.
6.2.3 Отопление производственных помещений
Отопление предназначено для поддержания нормируемойтемпературы воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Крометого, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так какодновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружаютразличные системы отопления.
В холодный и переходный периоды года следует отапливать всездания и сооружения, в которых время пребывания людей превышает 2 ч, а такжепомещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическимусловиям. Это требование не распространяется на помещения, где работа поусловиям труда приравнивается к работе вне зданий или постоянное пребываниелюдей необязательно (например, склады, кладовые и т. п.). В последней ситуацииследует предусмотреть специальные устройства на рабочих местах или дополнительныепомещения для обогревания работающих.
В нерабочее время в отапливаемых помещениях зданий и сооруженийразличного назначения в холодный и переходный периоды года должнаподдерживаться температура 5 °С, если это необходимо и допустимо по условиямпроизводства. В данном случае мощность системы отопления должна бытьдостаточной для восстановления нормального температурного режима в помещениях кначалу рабочего времени.
К системам Отопления предъявляют следующие санитарно-гигиеническиетребования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулированияколичества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции;отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятнымизапахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.
Отопление производственных помещений по радиусу действиябывает местное и центральное.
Местное отопление устраивают в одном или нескольких смежных помещениях площадьюменее 500 м2. В системах такого отопления генератор теплоты,нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одномустройстве. Воздух в этих системах чаще всего нагревается за счет использованиятеплоты сгорающего в печах топлива (дров, угля, торфа и т. д.). Значительнореже в качестве своеобразных отопительных приборов применяются полы илистеновые панели со встроенными электронагревательными элементами, а иногда —электрорадиаторы. Существуют также воздушные (основной элемент — калорифер) игазовые (при сжигании газа в отопительных приборах) системы местного отопления.
Центральное отопление по виду используемого теплоносителя может быть водяное (рис.11), паровое (рис. 12), воздушное и комбинированное. Системы центральногоотопления включают в себя генератор теплоты, нагревательные приборы, средствапередачи теплоносителя (трубопроводы) и средства обеспечения работоспособности(запорная арматура, предохранительные клапаны, манометры и пр.). Как правило, втаких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых помещений.
Системы отопления должны компенсировать теплопотери черезстроительные ограждения, расход теплоты на нагрев нагнетаемого холодноговоздуха, поступающих извне сырья, машин, оборудования и на технологическиенужды.
При отсутствии точных данных о строительном материалеограждений, толщине слоев материалов ограждающих конструкций и вследствие этогоневозможности определения термического сопротивления стен, потолков, полов,окон и прочих элементов расход теплоты приближенно определяют с помощьюудельных характеристик.(5)
/>
Рис. 11. Схема системы центрального водяного отопления с искусственным побуждением:
/ — котел; 2— главный горячий стояк; 3— расширительный сосуд; 4 — сливная труба; 5—водяная магистраль; б—горячие стояки; 7—вентили; 8— приборы отопления; 9 — стояки охлажденной воды; 10 — обратная магистраль; 11 — центральный водопровод; 12— канализация; 13— воздухосборник; 14— насос
Рис. 12. Схема системы центрального парового отопления:
I — паровой котел; 2— главный паровой стояк; 3 — паровая магистраль; 4 — паровые стояки; 5— паровые вентили; 6—нагревательные приборы; 7— конденсационные стояки;
II — насос; 12— обратный клапан; 13 — канализация; 14— центральный водопровод
Расход теплоты через наружные ограждения зданий, кВт,
/>
где q0— удельная отопительная характеристика здания,представляющая собой поток теплоты, теряемой 1 м3 объема здания по наружному обмеру в единицу времени при разности температурвнутреннего и наружного воздуха в 1 К, Вт/(м3 • К): в зависимости отобъема и назначения здания q0= 0,105...0,7 Вт/(м3 • К); Vн — объем здания без подвальной части по наружному обмеру, м3; Тв— средняя расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений здания,К; Тн — расчетная зимняя температура наружного воздуха дляпроектирования систем отопления, К: для Волгограда 248 К, Кирова 242 К, Москвы247 К, Санкт-Петербурга 249 К, Ульяновска 244 К, Челябинска 241 К.
Q0=10-3*0,5*500*(295-248)=11,75кВт
Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий, кВт,
/>
где qв — удельная вентиляционная характеристика, т. е. расходтеплоты на вентиляцию 1 м3 здания при разности внутренней и наружнойтемператур в 1 К, Вт/ (м3 • К): в зависимости от объема и назначенияздания qв = 0,17...1,396 Вт/(м3 * К); Тн.в — расчетное значениетемпературы наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К: дляВолгограда 259 К, Вятки 254 К, Москвы 258 К, Санкт-Петербурга 261 К, Ульяновска255 К, Челябинска 252 К.
Qв=10-3*1,2*500*(295-260)=21кВт
Количество теплоты, поглощаемое ввозимыми в помещенияматериалами, машинами и оборудованием, кВт,
/>
где см — массовая теплоемкость материалов илиоборудования, кДж/(кг-К): для воды 4,19, зерна 2,1...2,5, железа 0,48, кирпича0,92, соломы 2,3; m — масса ввозимых в помещения сырьяили оборудования, кг; Тм — температура ввозимых в помещениематериалов, сырья или оборудования, К: для металлов Тм = Тн,для несыпучих материалов Ти = Ти + 10, сыпучих материаловТм = Тн + 20; τ — время нагрева материалов, машинили оборудования до температуры помещения, ч.
Qм=0,48*500*(295-282)/3600*1,5=0,58кВт
Количество теплоты, потребляемой на технологические нужды, кВт,
определяют через расход горячей воды или пара:
/>
где Gr —расход на технологические нужды воды или пара, кг/ч: для ремонтных мастерских100...120, на одну корову 0,625, на теленка 0,083 и т. д.; i — теплосодержание воды или пара на выходе из котла,кДж/кг; kв — коэффициент возврата конденсата илигорячей воды, изменяющийся в пределах 0...0,7: в расчетах обычно принимают kв = 0,7; iB — теплосодержание возвращаемых в котел конденсата или воды, кДж/кг: врасчетах можно принять равным 270...295 кДж/кг.
Qт=100*(270-0,7*280)/3600=5,45 кВт
Тепловая мощность котельной установки РК с учетом расхода теплоты насобственные нужды котельной и потерь в теплосетях принимается на 10...15 %больше суммарного расхода теплоты:
Рк=(1,1...1,15)( Q0+ QB+ QM+ QT).
Рк=1,12*(11,75 +21+0,58 +5,45)=43,5кВт
По полученному значению Рк подбирают тип и маркукотла. Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковойтепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и неболее четырех, чугунных — не более шести. Следует учитывать, что при выходе изстроя одного котла оставшиеся должны обеспечить не менее 75...80 % расчетнойтепловой мощности котельной установки.
Для непосредственного обогрева помещений применяютнагревательные приборы различных видов и конструкций: радиаторы, чугунныеребристые трубы, конвекторы и пр.
Общую площадь поверхности нагревательных приборов, м2,определяют по формуле
/> '
где k — коэффициент теплопередачи стенокнагревательных приборов, Вт/(м2 • К): для чугуна 7,4, для стали 8,3;Тr — температура воды или пара на входев нагревательный прибор, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348,высокого давления 393...398; для паровых радиаторов 383...388; Tх — температура воды на выходе из нагревательногоприбора, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348, для паровых иводяных радиаторов высокого давления 368.
F=1000*(11,75 +21+0,58 +5,45)/7.4*(0.5*(345+339)-295)=30 м2
По известному значению F находят требуемое число секций нагревательных приборов:
/>
где f—площадь одной секции нагревательного прибора, м2, зависящая от еготипа: 0,254 у радиаторов М-140; 0,299 у М-140-АО; 0,64 у МЗ-500-1; 0,73 уконвектора плинтусного типа 15КП-1; 1 у чугунной ребристой трубы диаметром 500 мм.
При использовании радиаторов МЗ-500-1 необходимо:
n=30/0,64=47 секций
Заключение
Микроклиматпроизводственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности,подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловымизлучением, а также атмосферного давления. Параметры микроклимата определяюттеплообмен организма человека и оказывают существенное влияние нафункциональное состояние различных систем организма, самочувствие,работоспособность и здоровье. Параметры микроклимата производственных помещенийзависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата,сезона года, условий отопления и вентиляции.
Борьба снеблагоприятным влиянием производственного микроклимата осуществляется сиспользованием архитектурно-планировочных, инженерно-технологических,санитарно-технических, медико-профилактических и организационных мероприятий.
В профилактике вредноговлияния высоких температур инфракрасного излучения ведущая роль принадлежиттехнологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологическихпроцессов и оборудования, автоматизация и механизация процессов, дистанционноеуправление, использование систем вентиляции и кондиционирования.
Для предупрежденияпопадания в производственные помещения холодного воздуха необходимо оборудоватьу входных ворот воздушные завесы, тамбуры-шлюзы.
При невозможностиобогрева всего здания применяется воздушное и лучистое отопление. При работе наоткрытом воздухе в холодных климатических зонах страны устраиваются перерывы наобогрев в специально оборудованных тепловых помещениях.
В профилактикепереохлаждения важную роль играет спецодежда, обувь, рукавицы (из шерсти, меха,искусственных тканей с теплозащитными свойствами, обогревающая одежда).
Способами улучшенияметеорологических условий на рабочем месте является устройство систем искусственнойвентиляции, кондиционирования и отопления производственных помещений.
Список литературы
1. Безопасность жизнедеятельности(медико-биологические основы) /Феоктистова О.Г., Феоктистова Т.Г, ЭкзерцеваЕ.В., М.: Феникс, 2006.
2. Безопасность жизнедеятельности.Учебник для студентов средних проф. учеб. Заведений // Под ред. С.В.Белова.—М.: Высш. шк., 2000.—343с.: ил.
3. Гигиенические требования корганизации технологических процессов, производственному оборудованию ирабочему инструменту. СП 2.2.2.1327-03
4. ГОСТ 12.1.005-88 «Общиесанитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
5. Б.И. Зотов, В.И. Курдюмов Безопасностьжизнедеятельности на производстве. – М.: КолосС, 2004.
6. Методические рекомендации«Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиеническихтребований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения иперегревания» N 5168-90 от 05.03.90.
7. Мучин П.В. Безопасностьжизнедеятельности: Учебное пособие для вузов. Новосибирск: СГГА, 2003.
8. Охрана окружающей среды: учеб. длятехн. спец. вузов/ С. В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др./ под ред.С.В.Белова.- М.: Высшая школа, 1991.
9. Руководство Р 2.2.013-94. Гигиенатруда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности иопасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудовогопроцесса. Госкомсанэпиднадзор России, М, 1994.
9. Руководство Р 2.2.4/2.1.8.Гигиеническая оценка и контроль физических факторов производственной иокружающей среды
10. Санитарные правила и нормы СанПиН2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственныхпомещений»
11.Седельников Ф.И. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда)/ Учебное пособие(электронная версия). – Вологда, 2001.
12.Строительные нормы и правила. СНиП 2.01.01. «Строительная климатология игеофизика».
13.Строительные нормы и правила. СНиП 41.01-2003 «Отопление, вентиляция икондиционирование».
14.Титов И.К. Основы безопасностижизнедеятельности. — М., 1996
15. truddoc.narod.ru
Приложение
Таблица 1
Время пребывания нарабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин
/>
Таблица 2
Время пребывания нарабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин
/>
Таблица 3
Требования к измерительнымприборам
/>