Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и до­пус­ти­мых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является вентиляция – обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

Вентиляция бывает естественной (аэрация, инфильтрация) и механической (общеобменная и мест­ная).

Естественная вентиляция осуществляется с по­мощью проемов в сте­нах (окон, дверей, фрамуг, форточек) или вентиляционных каналов, без применения специальных воздушных механических насосов (вентиляторов, роторов, компрессоров).

Механическая вентиляция – вентиляция, осуществляемая с по­мощью механических побудителей (вентиляторов) по специальным воздуховодам или каналам.

Аэрация (организованный воздухообмен) – естественная вентиляция, которая предусмотрена при проектировании здания или рабочего места (двери, форточки, каналы в сте­нах).

Инфильтрация (неорганизованный воздухообмен) – естественная вентиляция, осуществляемая через неплотности в ок­нах, дверях, стенах. Этот вид вентиляции не предусмотрен проектом.

Общеобменная вентиляция осуществляется по всему объему помещения или рабочей зоны.

Местная вентиляция обеспечивается в зо­не ограниченного объема или рабочего места (над кухонной печью, над столом химического шкафа).

Естественная вентиляция осуществляется следующими способами:

● аэрационным – за счет разности удельного веса холодного и теп­ло­го воздуха снаружи и внут­ри помещения и на­по­ра ветра;

● дефлекторным – за счет разности давлений на концах вентиляционного канала (трубы), которая возникает за счет обдувания скоростным напором ветра одного из концов трубы (как правило, вынесенного на крышу здания);

● смешанным.

Общеобменная механическая вентиляция бывает: вытяжная, при­точная и при­точ­но-вы­тяж­ная.

При вытяжной вентиляции вентилятором откачивается воздух из помещения. В ре­зуль­та­те разрежения чистый воздух из окружающей среды или подсобных помещений (через воздуховоды, неплотности в ок­нах и дверях) поступает внутрь помещения. Применяется, когда загрязнитель воздуха в по­ме­ще­нии не является токсичным или пожаровзрывоопасным (избыточное тепло, продукты дыхания людей или животных, избыточная влажность).

При приточной вентиляции свежий воздух нагнетается вентилятором в по­ме­ще­ние, создавая в нем избыточное давление. При этом загрязненный воздух через окна, двери, воздуховоды выдавливается в ок­ру­жа­ющую среду. Применяется в слу­чае незначительной концентрации в воз­ду­хе вредных веществ, но требуется дополнительная обработка свежего воздуха (подогрев, охлаждение, осушение, увлажнение, ароматизация и т. д.).

Приточно-вы­тяж­ная вентиляция предполагает наличие в од­ном помещении двух вентиляторов, один из которых работает в вы­тяж­ном режиме, а дру­гой в при­точ­ном. Применяется в слу­чае, когда загрязнитель воздуха токсичен, пожаровзрывоопасен или когда загрязнитель имеет большую концентрацию в воз­ду­хе.

Комфортные (оптимальные) параметры воздуха, удовлетворяющие санитарно-ги­ги­ени­чес­ким требованиям, регламентированы ГОСТ 30494–96, основными положениями СНиП 41–01–2003 и др.

На предприятиях используют различные системы вентиляции, но преимущественно приточно-вы­тяж­ную с ме­ха­ни­чес­ким побуждением (рис. 1).

а
б
в

Рис. 1. Механическая вентиляция:
а – приточная; б – вытяжная; в – приточно-вытяжная;
1 – воздухозаборник; 2, 11 – воздуховоды; 3 – фильтр; 4 – калорифер; 5 – вентилятор; 6 и 7 – приточные и вытяжные отверстия или насадки; 8 – устройство для очистки воздуха от пыли или газов; 9 – вытяжная шахта; 10 – помещение; 12 – клапаны для регулировки количества воздуха

В от­дель­ных производственных помещениях, в ко­то­рых существует опас­ность прорыва большого количества вредных веществ за короткое время, устанавливают дополнительно аварийную вентиляцию. Для аварийной вентиляции используют высокопроизводительные осевые вентиляторы с ав­то­ма­ти­чес­ким включением и од­нов­ре­мен­ной подачей звукового сигнала.

Для обеспечения необходимых условий труда существенное значение имеет кратность воздухообмена, мощность вентиляционных систем и вы­бор их типа.

Воздухообменом принято называть количество воздуха, которое необходимо подавать в по­ме­ще­ние и уда­лять из него (измеряется в ку­би­чес­ких метрах за час). Основным показателем является кратность обмена (коэффициент вентиляции К), которая показывает, сколько раз весь воздух помещения заменяется наружным в те­че­ние часа, и рассчи­ты­ва­ет­ся по формуле

К = ,

где W – объем удаляемого воздуха из помещения, м³/ч; V – объем помещения, из которого удаляется воздух, м³.

При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

При нормальном микроклимате и от­сутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в за­ви­си­мос­ти от объема помещения, приходящегося на одного работающего. Отсутствие вредных выделений – это такое их количество в тех­но­ло­ги­чес­ком оборудовании, при одновременном выделении которых в воз­ду­хе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно до­пус­ти­мую. В про­из­водствен­ных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего менее 20 м³ рас­ход воздуха на одного работающего должен быть не менее 30 м³/ч, в по­ме­ще­нии с объемом от 20 до 40 м³ – не менее 20 м³/ч. В по­ме­ще­ни­ях с объемом более 40 м³ и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. В слу­чае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м³/ч.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в це­лом рассчитывается следующим образом: L = nLi, где n – число работающих в дан­ном помещении; Li – расход воздуха на одного работающего.

Необходимо иметь в ви­ду, что высокая подвижность воздуха вызывает сквозняки, мешающие работе и вы­зы­ва­ющие простудные за­болевания.

Для создания оптимальных метеорологических условий в про­из­водствен­ных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции – кондиционирование воздуха.

Кондиционирование воздуха – это создание и под­дер­жа­ние в зак­ры­тых по­мещениях определенных параметров воздушной среды по температуре, влажности, чистоте, составу, скорости движения и дав­ле­нию воздуха. Парамет­ры воздушной среды должны быть благоприятными для человека и ус­тойчи­вы­ми.

Современные автоматические кондиционерные установки очищают воздух, подогревают или охлаждают его, увлажняют или высушивают в за­ви­си­мос­ти от времени года и дру­гих условий, подвергают ионизации или озонированию, а так­же подают его в по­ме­ще­ния с оп­ре­де­лен­ной скоростью.

Установки для кондиционирования воздуха подразделяют на местные (для отдельных помещений) и центральные (для всех помещений здания).

Кондиционирование воздуха играет существенную роль не только с точ­ки зрения безопасности жизнедеятельности, но и во многих технологических процессах, при которых не допускаются колебания температуры и влаж­нос­ти воздуха (особенно в ра­диоэлектро­ни­ке). Поэтому установки кондиционирования в пос­лед­ние годы находят все более широкое применение на промышленных предприятиях, в лечебных учреждениях, общественных зданиях и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение опасных и вредных производственных факторов. Приведите их классификацию.

2. Как классифицируют виды трудовой деятельности? Какие фор­мы труда существуют?

3. Что означают тяжесть и нап­ря­жен­ность труда, в чем их различия?

4. На какие классы подразделяются условия труда?

5. Мо­жет ли потребление кислорода служить показателем интенсивности работы? Чем характеризуются работы с об­ра­зо­ва­ни­ем «кислородного долга»?

6. Что понимается под коэффициентом использования кислорода, коэффициентом утилизации кислорода?

7. Ка­ких значений могут достигать при выполнении тяжелых работ минутный объем дыхания, минутный объем крови, ударный объем, частота сердечных сокращений?

8. Что такое утомление и пе­ре­утом­ле­ние?

9. В каких направлениях осуществляется оптимизация системы «человек – работа – предметная среда»?

10. На­зо­ви­те основные эргономические требования при работе.

11. Что такое профотбор и про­фо­ри­ен­та­ция? Какие виды профотбора существуют?

12. Ка­кие требования предъявляются к ра­бо­чим помещениям и ра­бо­чим местам?

13. Для чего предназначается вентиляция? Как классифицируют вентиляцию по способу воздухообмена?

14. В чем сущность приточной и вы­тяж­ной вентиляции?

15. Что такое воздухообмен?

16. Ка­ко­вы преимущества кондиционирования воздуха?

2. Факторы производственной среды и их влияние
на организм человека

Метеорологические условия

Классификацияпроизводственногомикроклимата. Производственный микроклимат (метеорологические условия) – климат внутренней среды производственных помещений, определяющийся действующим на организм человека сочетанием температуры, влажности, скорости движения воздуха, а так­же температуры окружающих поверхностей и ин­тен­сив­нос­ти теплового облучения.

Производственный микроклимат зависит от климатического пояса и се­зо­на года, характера технологического процесса и ви­да используемого оборудования, размеров помещений и чис­ла работающих, условий отопления и вен­ти­ля­ции. Однако при всем многообразии микроклиматических условий их можно условно разделить на четыре группы:

1. Мик­рок­ли­мат производственных помещений, в ко­то­рых технология производства не связана со значительными тепловыделениями. Микроклимат этих помещений в ос­нов­ном зависит от климата местности, отопления и вен­ти­ля­ции. Здесь возможно лишь незначительное перегревание летом в жар­кие дни и ох­лаж­де­ние зимой при недостаточном отоплении.

2. Мик­рок­ли­мат производственных помещений со значительными тепловыделениями. К ним относятся котельные, кузнечные, мартеновские и до­мен­ные печи, хлебопекарни, цеха сахарных заводов и др. В го­ря­чих цехах большое влияние на микроклимат оказывает тепловое излучение нагретых и рас­ка­лен­ных поверхностей.

3. Мик­рок­ли­мат производственных помещений с ис­кусствен­ным охлаждением воздуха. К ним относятся различные холодильники.

4. Мик­рок­ли­мат открытой атмосферы, зависящий от климатических, погодных условий (например, сельскохозяйственные, дорожные и стро­итель­ные работы).

Теплообменчеловекас ок­ру­жа­ющейсредой. Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в по­ме­ще­ни­ях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением в ок­ру­жа­ющую среду теплоты. Ее количество зависит от степени физического напряжения в оп­ре­де­лен­ных климатических условиях и сос­тав­ля­ет от 85 Дж/с (в сос­то­янии покоя) до 500 Дж/с (при тяжелой работе). Для того чтобы физиологические процессы в ор­га­низ­ме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна отводиться в ок­ру­жа­ющую среду. Нарушение теплового баланса может привести к пе­рег­ре­ву либо к пе­ре­ох­лаж­де­нию организма и, как следствие, к по­те­ре трудоспособности, быстрой утомляемости и теп­ло­во­му удару.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (по Бартону) порядка 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уров­ня энерготрат при физической работе. При выполнении работы средней тяжести и тя­же­лой (при высокой температуре воздуха) температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1–2 °С. На­ивыс­шая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С, минимальная достигает 25 °С.

Температурный режим кожи играет основную роль в теп­ло­от­да­че. Ее температура меняется в до­воль­но значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30–34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 °С, а иног­да и ни­же.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой, т. е. ког­да имеет место тепловой баланс между продукцией и от­да­чей тепла организмом (Q_тп = Q_то). В этом случае температура ядра тела человека остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Q_тп > О_то), происходит повышение температуры ядра тела и та­кое тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко». В слу­чае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Q_тп < О_то), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «холодно». Теплообмен между человеком и ок­ру­жа­ющей средой осуществляется конвекцией (Q_к) в ре­зуль­та­те обдувания поверхности тела воздухом, излучением (радиацией) на окружающие поверхности (Q_р) и в про­цес­се теплообмена (Q_исп + Q_д) – при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании:

Q_тп = Q_к + Q_р + Q_исп + Q_д .

Теплообменные функции организма, регулируемые терморегуляторными центрами и ко­рой головного мозга, обеспечивают оптимальное соотношение процессов теплообразования и теп­ло­от­да­чи в за­ви­си­мос­ти от конкретных метеорологических условий. Основная роль в теп­ло­об­мен­ных процессах у че­ло­ве­ка принадлежит физиологическим механизмам регуляции отдачи тепла.

В обыч­ных климатических условиях теплоотдача осуществляется в ос­нов­ном за счет излучения – примерно 45% всей удаляемой организмом теплоты, конвекции – 30% и ис­па­ре­ния – 25%.

При пониженной температуре окружающей среды возрастает удельный вес конвекционно-ра­ди­аци­он­ных теплопотерь. В ус­ло­ви­ях повышенной температуры среды теплопотери уменьшаются за счет конвекции и из­лу­че­ния, но увеличиваются за счет испарения. При температуре воздуха и ог­раж­де­ний, равной температуре тела, теплоотдача за счет излучения и кон­век­ции практически прекращается. В та­ком случае единственным путем теплоотдачи становится испарение пота.

Низкая температура и уси­ле­ние подвижности воздуха способствуют увеличению теплопотерь конвекцией и ис­па­ре­ни­ем.

Роль влажности при пониженных температурах воздуха значительно меньше. В то же время считается, что при низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплоотдачу организма в ре­зуль­та­те интенсивного поглощения водяными парами энергии излучения человека.

Однако большее увеличение теплопотерь происходит при непосредственном смачивании поверхности тела и одеж­ды.

В про­из­водствен­ных условиях, когда температура воздуха и ок­ру­жа­ющих поверхностей ниже температуры кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно конвекцией и из­лу­че­ни­ем. Если температура воздуха и ок­ру­жа­ющих поверхностей равна температуре кожи или выше ее, теплоотдача происходит за счет испарения влаги с по­верхнос­ти тела и верхних дыхательных путей при условии, что воздух не насыщен водяными парами.

Значительная выраженность отдельных факторов микроклимата на производстве может быть причиной физиологических сдвигов в ор­га­низ­ме рабочих, а в ря­де случаев возможно возникновение патологических состояний и про­фес­сио­наль­ных заболеваний.

О сте­пе­ни напряжения терморегуляторных функций организма и его тепловом состоянии можно судить (кроме названного показателя – средней температуры тела) также по изменению температуры кожи (средневзвешенный показатель) и теп­ло­во­му балансу. Косвенные показатели теплового состояния – влагопотери и ре­ак­ция сердечно-со­су­дис­той системы (частота сердечных сокращений, уровень артериального давления, минутный объем кровообращения).

Нарушение терморегуляции из-за постоянного перегревания или переохлаждения организма человека вызывает ряд заболеваний.

В ус­ло­ви­ях избыточной тепловой энергии ограничение или даже полное исключение отдельных путей теплоотдачи может привести к на­ру­ше­нию терморегуляции. В ре­зуль­та­те этого возможно перегревание организма, т. е. по­вы­ше­ние температуры тела, учащение пульса, обильное потоотделение, а при сильной степени перегревания (тепловом ударе) – расстройство координации движений, адинамия, падение артериального давления, потеря сознания.

Вследствие нарушения водно-со­ле­во­го баланса может развиться судорожная болезнь, которая проявляется в ви­де тонических судорог конечностей, слабости, головных болей и др.

При работах на открытом воздухе во время интенсивного прямого облучения головы может произойти солнечный удар, сопровождающийся головной болью, расстройством зрения, рвотой, судорогами, хотя температура тела может оставаться нормальной.

Воздействие инфракрасного излучения на организм человека вызывает как общие, так и местные реакции. Местная реакция сильнее при облучении длинноволновой радиацией, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости короче, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в тка­ни тела коротковолновый участок спектра инфракрасной радиации обладает более выраженным общим действием на организм человека.

Под влиянием инфракрасного изучения в ор­га­низ­ме возникают биохимические сдвиги и из­ме­не­ния функционального состояния ЦНС: усиливается секреторная деятельность желудка, поджелудочной и слюн­­ных желез.

Холодовый дискомфорт (конвекционный и ра­ди­аци­он­ный) вызывает в ор­га­низ­ме человека терморегуляторные сдвиги, направленные на ограничение теплопотерь и уве­ли­че­ние теплообразования. Уменьшение теплопотерь организма происходит за счет сужения сосудов в пе­ри­фе­ри­чес­ких тканях.

Под влиянием низких и по­ни­жен­ных температур воздуха могут развиваться ознобления (припухлость, зуд и жже­ние кожи), обморожения, миозиты, невриты, радикулиты и др. Длительное охлаждение способствует развитию заболеваний периферической нервной, мышечной систем, суставов: радикулитов, невритов, миозитов, ревматоидных заболеваний. При частом и сильном охлаждении конечностей могут иметь место нейротрофические изменения в тка­нях.

Нормированиепроизводственногомикроклимата, профилак­тикаегонеблагоприятноговоздействия. Санитарные нормы микроклимата производственных помещений (СанПиН 2.2.4.548–96, ГОСТ 12.1.005–88) регламентируют нормы производственного микроклимата. В них определены оптимальные и до­пус­ти­мые величины температуры, относительной влажности и ско­рос­ти движения воздуха, а так­же интенсивности теплового облучения для рабочей зоны с уче­том сезона года и тя­жес­ти трудовой нагрузки.

В про­из­водствен­ных помещениях, где невозможно установить допустимые величины микроклимата, необходимо предусматривать мероприятия по защите работающих от возможного перегревания и ох­лаж­де­ния.

В го­ря­чих цехах применяют следующие меры по улучшению условий труда: технические (изменение технологического процесса, направленное на ограничение источников тепловыделений и умень­ше­­ние времени контакта работающих с наг­ре­ва­ющим микроклиматом, а так­же использование эффективного проветривания), организационные (рационализация режимов труда и от­ды­ха, подмена работа­ю­щих, сокращение времени работы), средства индивидуальной и кол­­лек­тив­ной защиты, медико-про­фи­лак­ти­чес­кие (направлены на повышение резистентности организма к воз­действию данного фактора).

Наиболее эффективным средством улучшения метеорологических условий являются автоматизация и ме­ха­ни­за­ция всех процессов, связанных с наг­ре­ва­ющим микроклиматом.

Значительно уменьшают теплоизлучение и пос­туп­ле­ние лучистой и кон­век­ци­он­ной теплоты в ра­бо­чую зону теплоизоляция, отражательные экраны, водяные завесы, вентиляция.

Существенным фактором повышения работоспособности в ус­ло­ви­ях нагревающего микроклимата является внедрение обоснованного режима труда и от­ды­ха, гидропроцедуры, оксигенопрофилактика. Регламентированные перерывы должны проводиться в ком­на­те отдыха с оп­ти­маль­ны­ми условиями микроклимата.

Для личной профилактики перегревания существенное значение имеет рациональный питьевой режим. При больших влагопотерях (более 3,5 кг за смену) и зна­чи­тель­ном времени облучения инфракрасной радиацией – 50% и бо­лее – применяется подсоленная (0,5% NaCI) газированная вода с до­бав­ле­ни­ем солей калия и ви­та­ми­нов. При меньших влагопотерях расход солей восполняется пищей. В юж­ных районах страны применяются белково-ви­та­мин­ные напитки, зеленый байховый чай с до­бав­ле­ни­ем витаминов и др.

В про­фи­лак­ти­ке перегревов большую роль играют средства индивидуальной защиты (спецодежда из хлопчатобумажных, суконных и шта­­пель­ных тканей, фибровые, дюралевые каски, войлочные шляпы и др.).

Для предупреждения попадания в про­из­водствен­ные помещения холодного воздуха необходимо оборудовать у вхо­да воздушно-теп­ло­вые завесы или тамбуры-шлю­зы. Если обогрев здания невозможен, применяют воздушное и лу­чис­тое отопление. При работе на открытом воздухе в хо­лод­ных климатических зонах устраивают перерывы на обогрев в спе­ци­аль­но оборудованных теплых помещениях. Важную роль играют также спецодежда, обувь, рукавицы (из шерсти, меха, искусственных тканей с теп­ло­за­щит­ны­ми свойствами, обогреваемая одежда и др.). Прекращение работ на открытом воздухе при низких температурах производится на основании постановления местных органов исполнительной власти.