Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено системой стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.005—88, а также СанПиН 2.2.4.584—96).
Нормируются оптимальные и допустимые параметры микроклимата — температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. Значения параметров микроклимата устанавливаются в зависимости от способности человеческого организма к акклиматизации в разное время года и категории работ по уровню энергозатрат (см. рис. 4.3).
От периода года зависит способность организма к акклиматизации, следовательно, и значения оптимальных и допустимых параметров. При нормировании различают теплый и холодный период года. Теплый период годахарактеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С; холодный период года— равной +10 °С и ниже.
При нормировании параметров микроклимата категорирова-ние работ по тяжести выполнено разграничением на основе об-
щих затрат энергии организмом в единицу времени, которое измеряется в ваттах.
Различаются следующие категории работ:
• легкие физические работы(категории 1а и 16) — все виды деятельности с расходом энергии не более 174 Вт. К категории 1а (до 139 Вт) относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением — ряд профессий на предприятиях точного прибо-ро- и машиностроения, на часовом, швейном производстве, в сфере управления и т. п. К категории 16 (140... 174 Вт) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, — ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.;
• физические работы средней тяжестии(категории На, Пб) — виды деятельности с расходом энергии 175...290 Вт. К категории Па (175...232 Вт) относятся работы, связанные с постоянной ходьбой и перемещением мелких (до 1 кг) изделий, — ряд профессий в механосборочных цехах, пря-дильно-ткацком производстве и т. п. К категории Пб (233...290 Вт) относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей до 10 кг, — ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, сварочных цехах и т. п.;
• тяжелые физические работы(категория III) — виды деятельности с расходом энергии более 290 Вт — работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постояннным передвижением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей (ряд профессий в кузнечных, литейных цехах с ручным трудом и т. п.). Например, некоторые оптимальные параметры микроклимата представлены в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Оптимальные параметры микроклимата
Период гада | Категория работы | Температура, *С | Относительная влажность, % | Скорость движения воздуха, м/с, не более |
Холодный | 1а 16 III | 22...24 21...23 16...18 | 40...60 40...60 | 0,1 0,1 0,3 |
Теплый | la 16 III | 23...25 22...24 18...20 | 40...60 40...60 40...60 | 0,1 0,2 0,4 |
Труд учащихся относится к категории 1а, а учебные занятия в основном проходят в холодный период года.
1.5. Методы обеспечения комфортных климатических условий в помещениях
Для обеспечения комфортных условий необходимо поддерживать тепловой баланс между выделениями теплоты организмом человека и отдачей тепла окружающей среде. Обеспечить тепловой баланс можно, регулируя значения параметров микроклимата в помещении (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха). Поддержание указанных параметров на уровне оптимальных значений обеспечивает комфортные климатические условия для человека, а на уровне допустимых — предельно допустимые, при которых система терморегуляции организма человека обеспечивает тепловой баланс и не допускает перегрева или переохлаждения организма.
Основным методом обеспечения требуемых параметров микроклимата и состава воздушной среды является применение систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.
Хорошая вентиляция помещения способствует улучшению самочувствия человека. Наоборот, плохая вентиляция приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности. В жилых, общественных и производственных помещениях в результате жизнедеятельности людей, работы оборудования, приготовления пищи, сгорания природного газа выделяются вредные вещества, влага, теплота. В результате ухудшаются климатические условия, изменяется состав воздушной среды. Поэтому обеспечение хорошей вентиляции, регулярное проветривание помещений, является необходимым условием для обеспечения оптимальных условий для труда человека и сохранения его здоровья.
Системы вентиляции производственных помещений описаны в разделе 3. Наибольшее распространение для обеспечения оптимальных параметров микроклимата получила общеобменная приточно-вытяжная вентиляция. Применяется как механическая, так и естественная вентиляция.
Если в помещении возможно естественное проветривание, а объем помещения, приходящегося на одного человека, не менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 20 м3/ч на одного человека. Если же объем помещения, приходящегося на одного человека менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 30 м3/ч. При невозможности естественного проветривания производительность вентиляции должна быть не менее 60 м3/ч на одного человека.
При выделении в помещении от оборудования и технологических процессов влаги и теплоты производительность вентиляции должна быть увеличена по сравнению с указанными величинами. Необходимая производительность определяется расчетом с учетом количества выделяемой влаги и теплоты.
В жаркое время года, а также в горячих цехах на рабочих местах, подвергаемых интенсивному воздействию тепловых потоков от печей, раскаленных отливок и других источников тепла, дополнительно применяют воздушное душирование, заключающееся в обдуве работающего потоком воздуха с целью увеличения интенсивности конвективного теплообмена и отвода теплоты за счет испарения.
Задача I. Какова должна быть производительность общеобменной вентиляции класса, в котором обучаются 20учеников, если размеры помещения класса 15х 10 х 3 м?
Решение. Класс периодически проветривается. Объем помещения — 450 ж3. Объем помещения, приходящийся на одного ученика, — 22,5 м. Поэтому минимальная производительность вентиляции должна быть 20^/(4 ■ чел) х 20 чел = 400 мъ/ч.
Задача 2. Каков должен быть минимальный диаметр вентиляционного патрубка для осуществления вентиляции с помощью дефлектров в указанном классе ? Колледж расположен в Москве.
Решение. Как было установлено, минимальная производительность вентиляции 400мъ/ч. Для расчета используем формулу: d= 0,0188 ^ L/uB, принимая vB для Москвы 1,7м/с. Тогда d- 0,0188^400/1,7 т 0,3 м = 300мм.
Скорость обдува составляет 1 ...3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового потока. Установки воздушного душиро-вания бывают стационарные, когда воздух на рабочее место подается по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижные, в которых используется передвижной вентилятор. Примером передвижного устройства воздушного душирования является бытовой вентилятор, применяемый в жилых и непроизводственных помещениях в жаркую погоду, когда естественная вентиляция не может обеспечить тепловой баланс между человеком и окружающей средой.
Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченном участке помещения, для чего этот участок со всех сторон отделяется перегородками и заполняется воздухом более прохладным и чистым, чем воздух в остальном помещении.
Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота или двери холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах. Воздух для завесы подается к дверным проемам через специальную щель и выходит с большой скоростью (10... 15 м/с) под углом навстречу поступающему снаружи холодному воздуху. Воздух завесы препятствует поступлению холодного воздуха в помещение; проникшая же в помещение часть холодного воздуха подогревается при смешении с более теплым воздухом завесы. Бывают завесы с нижней и боковой подачей воздуха. Примером воздушных завес являются применяемые в холодный период года во входных дверях магазинов, метро, учреждений воздушно-тепловые завесы.
Для создания оптимальных метеорологических условий в помещениях применяют кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуханазывается автоматическое поддержание в помещениях заданных оптимальных параметров микроклимата и чистоты воздуха независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании может автоматически регулироваться температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение. Создание таких параметров воздуха осуществляется в специальных установках и устройствах, называемых кондиционерами. Кондиционеры бывают местными — для обслуживания отдельных помещений, комнат, и центральными — для обслуживания групп помещений, цехов и производств в целом. Сложность кондиционера определяется числом и точностью поддерживаемых в заданном диапазоне параметров. Простейшими кондиционерами являются бытовые кондиционеры, которые можно увидеть встроенными в окна и закрепленными с наружной стороны стен помещений. На рис. 4.4 показана принципиальная схема устройства кондиционирования воздуха. Воздух поступает в систему кондиционирования снаружи через заборный воздуховод 1 и, пройдя фильтр 2 очистки поступающего воздуха, поступает в камеру I, где подогревается с помощью калорифера 4; в камере II воздух проходит специальную обработку — орошение водой из форсунок 5 для увлажнения и дополнительной очистки воздуха; в камере IIIвоздух дополнительно подогревается или охлаждается с помощью калорифера или холодильной машины 6, а затем по каналу 9 вентилятором 8 подается в помещение. Летом воздух охлажда-
Рис. 4.4. Схема кондиционирования воздуха: / — заборный воздуховод; 2 — фильтр; 3 — задвижки регулирования подачи воздуха; 4 — калорифер; 5 — форсунки; 6 — калорифер или холодильная машина; 7 — каплеуловители; 8 — вентилятор; 9 — выходной канал
ется частично подачей охлажденной (артезианской) воды, но
главным образом за счет работы специальных холодильных ма
шин. Кондиционирование воздуха значительно дороже вентиля
ции, но обеспечивает наилучшие условия для жизни и деятель
ности человека. •
В холодное время года для поддержания в помещении оптимальной температуры воздуха применяется отопление. Отопление может быть водяным, паровым, электрическим.