Характеристика отдельных категорий работ. Наши приборы работают за вас! Категория групп по энергозатратам в машиностроении

10.03.2020

Состояние воздушной среды производственных помещений характеризуется степенью чистоты воздуха и метеорологическими условиями – микроклиматом производственных помещений.

Микроклимат производственных помещений – м етеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения.

Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и часто приводит к различным заболеваниям.

Требования к параметрам производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН 2.2.4 548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений устанавливается с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периода года.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового баланса человека.

Для оценки акклиматизации организма человека в разное время года введены понятия холодного и теплого периодов года.

Холодный период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной + 10 град С и ниже.

Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше + 10 град С.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат, делятся на 3 категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

Средней тяжести физические работы (категория II) – виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт).

К категории Iб относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (работы, связанные с обслуживанием оборудования связи).

К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (работы в механосборочных цехах, прядильно-ткацком производстве).

К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (работа в кузнечных цехах, термических, сварочных цехах).

К категории III относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд работ в кузнечных и литейных цехах).

На рабочих местах должны быть обеспечены оптимальные или допустимые условия микроклимата.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Оптимальные микроклиматические условия необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением.

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, не могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины показателей микроклимата.

Период года	Температура воздуха, град С		Относительная влажность воздуха, %		Скорость движения воздуха, м/с
Период года	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия
Холодный

При обеспечении оптимальных и допустимых показателей микроклимата в холодный период года следует применять средства защиты рабочих мест от радиационного охлаждения от стекол оконных проемов, в теплый период года – от попадания прямых солнечных лучей.

Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха и тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины.

Для оценки нагревающего микроклимата используется интегральный показатель – тепловая нагрузка среды (ТНС – индекс).

ТНС – индекс интегральный показатель, выраженный в градусах, отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.

ТНС – индекс измеряется приборами типа болометры, электротермометры.

Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к дефициту тепла в организме.

Класс условий тепла при работе в производственных помещениях с охлаждающим микроклиматом определяется по нижнему значению температуры производственных помещений.

В производственных помещениях, в которых допустимые условия параметры микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные. В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должна быть обеспечена защита работающих от возможного перегревания и охлаждения:

Системы местного кондиционирования воздуха;

Воздушное душирование;

Помещение для отдыха и обогревания;

Спецодежда и другие СИЗ;

Регламентация времени работы, в частности перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы.

Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры микроклимата – системами вентиляции и отопления.

Производственных помещений. (СанПиН 2.2.4.548-96)

3.3. НОРМИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

Нормирование вредных веществ ведется в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ГН 2.2.5.1313–03 «ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны», где приводятся предельно допустимые концентрации 1307 наименований вредных веществ. Предельно допустимой концентрацией (ПДК) считается такая концентрация, которая в течение всего трудового стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Вредные вещества, выделяющиеся при выполнении производственных процессов, по-разному воздействуют на организм человека, т.е. характер их действия различен. Вещества могут быть: общетоксичные, вызывающие отравление всего организма; раздражающего действия, вызывающие раздражение дыхательных путей; концерогенные, вызывающие раковые заболевания; мутагенные, приводящие к изменению наследственности; вещества, влияющие на репродуктивную (детородную функцию).

Вредные вещества по степени воздействия делятся на следующие классы:

1 – чрезвычайно опасные;

2 – высоко опасные;

3 – умеренно опасные;

4 – мало опасные.

В ГОСТе также указывается агрегатное состояние вещества в условиях производства в виде аэрозоля или пара. Указываются также особенности действия на организм.

Например, ПДК диоксида кремния 1мг/м 3 .

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (по заключению Госсаннадзора) сумма отношений фактических концентраций каждого из них (K 1 , K 2 , ... K n ) в воздухе к их ПДК (ПДК 1 , ПДК 2 , ... ПДК n ) не должна превышать единицы.

В производстве систематически ведется контроль воздушной среды для определения степени загрязненности газами и аэрозолями. Количество аэрозоля в воздухе (пыли, дыма, тумана) определяется весовым и различными физическими методами. Из физических методов чаще используют световой, когда о количестве аэрозоля судят по ослаблению луча света, проходящего через аэрозоль. Однако в практике, как правило, применяют весовой метод, хотя он наиболее трудоемок и требует значительного времени при небольших концентрациях примеси. При весовом методе определенный объем воздуха протягивается через специальные фильтры и по разнице веса фильтров до и после протяжки воздуха определяют концентрацию аэрозоля.

Газовую составляющую примесей определяют экспрессными и лабораторными методами. При экспрессном методе определенный объем воздуха протягивается через индикаторную трубку, которая заполнена реактивом, изменяющим цвет при взаимодействии с определенным газом, и по длине столба реактива, изменившего цвет, оценивают концентрацию данной примеси. При лабораторных методах определения газовой составляющей используют хроматографы, спектрофотометры, различные специальные приборы.

3.4. ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Вентиляция – это организованная подача и удаление воздуха из производственных помещений.

Назначение вентиляции:

Удаление вредных газов, паров, пыли из рабочих помещений;

Удаление избыточных тепло- и влаговыделений, т.е. создание нормального микроклимата;

Подача в помещение и на рабочие места чистого воздуха;

Сбор и утилизация удаляемых из помещения веществ.

По принципу перемещения воздуха вентиляция делится на естественную (аэрация) и механическую. При смешанной вентиляции применяется естественная и механическая вентиляции. По назначению вентиляция делится на приточную и вытяжную. По месту действия вентиляция делится на общую и местную. Общая или общеобменная вентиляция предназначена для обмена воздуха во всем помещении. Местная вентиляция предназначена для удаления загрязненного воздуха непосредственно от источников его образования и подачи чистого воздуха на рабочие места. В производстве, как правило, применяется общеобменная вентиляция, а для удаления пыли от источников образования – местная вентиляция, например при шлифовке, заточке.

Кроме того, применяются воздушные души, воздушные тепловые завесы, местные отсосы, например бортовые отсосы гальванических ванн.

Одной из характеристик вентиляции производственных помещений является кратность воздухообмена, которая определяется по формуле:

где V вент – объем воздуха, поданного в помещение вентиляционными системами в течение часа, м З /ч; V пом – объем помещения, м З.

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа меняется весь объем воздуха внутри помещения.

Естественное поступление воздуха через не плотности в стенах, оконных переплётах в строительных наружных конструкциях зданий и сооружений, а также через поры материалов называется инфильтрацией воздуха. Естественное удаление воздуха называется эксфильтрацией воздуха. Инфильтрация и эксфильтрация организуют в помещении определенный воздухообмен не обусловленный расчетными данными.

Естественное удаление воздуха из помещения наружу и поступление его внутрь осуществляются под воздействие ветра и разности плотностей наружного и внутреннего воздуха. Разность плотностей создается разностью температур наружного и внутреннего воздуха.

На наветренной стороне здания давление воздуха больше, чем внутри здания и воздух входит в помещение. При обдувании ветром здания, ветер, встречая на своем пути препятствие в виде здания, затормаживается, меняет свое направление и плавно обтекает здание. При этом на заветренной (подветренной) стороне здания и на кровле создается разрежение – пониженное давление. И воздух выходит из помещения.

Таким образом, за счет разницы давлений воздух с наветренной стороны входит во все проемы и во все не плотности в строительных конструкциях в помещение.

Через все не плотности воздух с заветренной стороны здания выходит из помещения наружу.

Такой естественный воздухообмен называется проветриванием (сквозняком) или неорганизованным воздухообменом.

Инфильтрация наружного воздуха повышает затраты на его подогрев.

Эксфильтрация внутреннего воздуха в холодный период года увлажняет наружные ограждения и уменьшает их теплозащитные свойства.

В общем случае естественный воздухообмен в производственных помещениях со значительными избытками явного тепла происходит под влиянием разности температур внутреннего и наружного воздуха и действия ветра.

Организованный естественный воздухообмен называется аэрацией. При аэрации воздухообмены могут достигать в час миллионов кубических метров. В зимний период аэрация позволяет создать 20 – кратный воздухообмен, в теплый период 50 кратный воздухообмен.

Аэрация устраивается в цехах с большими тепло избытками не менее 100 ккал\м 3 .ч.: мартеновские, прокатные, электросталеплавильные цехи, кузницы, термические, листопрокатные и конвейерные литейные цехи и пр. Ширина цеха не должна превышать80 м.

Аэрация может функционировать с механической вентиляцией: местные вытяжные и приточные установки . Комбинированная аэрация: естественный приток, механическая вытяжка или механический приток, естественная вытяжка.

Аэрация осуществляется через регулируемые отверстия в наружных ограждениях.

На рис. 31 показана схема аэрации однопролетного цеха.

Рис.31. Организация естественного воздухообмена:

а - обтекание здания ветром; б – аэрация однопролётного цеха: 1 - тёплый период года; 2 - холодный период года.

В теплый период года, когда среднесуточная температура наружного воздуха выше +10 град., наружный воздух поступает в помещение через проемы в нижней части здания. Расстояние от отметки чистого пола до низа проема не более 1,8 м.

В холодный период года, когда среднесуточная температура наружного воздуха +10 град. и ниже, наружный воздух поступает в помещения через верхние проемы. В этом случае холодный наружный воздух, поступающий в рабочую зону, нагревается и достигает её с расчётными параметрами.

Удаляется воздух из цеха через отверстия в верхней части помещения. Если здание имеет фонарь, то удаляется воздух через фрамуги фонаря. При отсутствии на здании фонаря для удаления воздуха устраиваются вытяжные шахты либо устанавливаются крышные вентиляторы. Воздух также может удаляться через дефлекторы.

Под действием ветра воздух, поступающий в здание с наветренной стороны, опрокидывает из верхней зоны в рабочую зону циркуляционные потоки, вобравшие в себя тепло, пыль, газы: при этом санитарно-гигиенические показатели в рабочей зоне ухудшаются.

Для регулирования естественного воздухообмена в зависимости от направления и действия ветра площади приточных и вытяжных отверстий следует регулировать, что с эксплуатационной точки зрения не представляется возможным.

Для предотвращения задувания ветром помещения перед вытяжными отверстиями на фонаре устанавливаются ветрозащитные щиты. Щит, установленный перед отверстием фонаря, создаёт разряжение на его створках и воздух при всех случаях выходит из помещения.

Разработаны также не задуваемые фонари, например, фонарь конструкции В.В.Батурина.

Рис. 32. Фонарь конструкции В.В.Батурина

При аэрации естественный воздухообмен обусловливается разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха. Наружный воздух, как более плотный, входит в помещение через нижние отверстия. Нагревается в помещении и удаляется из него через верхние отверстия.

Над любым источником тепла возникает тепловая струя. Воздух, прилегающий к источнику, нагревается от него и поднимается вверх. Взамен воздуха, поднявшегося вверх, на его место к источнику тепла непрерывно подтекают новые объемы воздуха. Над источником тепла формируется тепловая струя, устремленная вверх помещения. Тепловая струя достигает потолка и расстилается по нему во все стороны.

В помещение, с одной стороны, поступают приточные струи, с другой стороны возникают конвективные струи над источниками тепла. В помещение возникает циркуляция воздушных потоков.

В результате охлаждения и для питания тепловых и приточных струй часть воздуха возвращается из верхней зоны вниз, а часть, равная притоку удаляется наружу.

Установлено, что если у помещения демонтировать потолок, то и в этом случае воздух из верхней зоны будет возвращаться в нижнюю для питания струй и полностью выходить из помещения не будет.

На рисунке представлены картины течения при аэрации одно, двух и трех пролетного цехов. В двух пролетном цехе наружный воздух поступает в цех через боковые отверстия, взаимодействует с конвективными потоками и выходит через отверстия в фонаре.

В трех пролетном цехе, из которых средний цех холодный и имеет более низкую высоту, воздух поступает в средний пролет и распределяется по горячим пролетам. Удаляется воздух через отверстиях в фонарях горячих цехов.

Рис. 33. Движение воздушных потоков при аэрации:

а- одно пролетный цех; б – двух пролетный цех; в- трех пролетный цех.

Вместе с тем имеет место и другая качественная картины естественного воздухообмена, в частности, И.А.Шепелёва (Рис 34).

В аэрируемом помещении происходит расслоение воздуха по высоте. Возникают две зоны: нижняя, питаемая холодным наружным воздухом, и верхняя, питаемая конвективными потоками, восходящими над нагретым оборудованием. Возникающее расслоение воздуха получение название «температурного перекрытия». На уровне температурного перекрытия возникают скачки температур и концентраций. Причиной возникновения перекрытия является встречное движение воздушных фронтов: фронта приточных струй и фронта тепловых струй. В объеме каждой из зон происходит автономная циркуляция.

Уровень температурного перекрытия обусловливается размерами вытяжных и приточных аэрационных отверстий, т.е. воздухообменом. С уменьшением площади аэрационных проёмов (с уменьшением воздухообмена) высота температурного перекрытия снижается до уровня расположения тепло источника. С увеличением площади проемов (с увеличением воздухообмена) высота температурного перекрытия увеличивается и может достигнуть уровня верхних вытяжных проемов.

Впервые наблюдал явление температурного перекрытия и дал это название Е.В.Кудрявцев (частичная вентиляция промышленных и общественных помещений. Известия АН СССР.1948.№3).Температурное перекрытие моделировал и В.В.Батурин при изучении аэродинамики цеха электролиза алюминия

Рис. 34. Схема температурного перекрытия

Механическая вентиляция

При механической вентиляции воздухообмен достигается разностью давлений, создаваемых вентиляторами. Основные элементы механической вентиляционной системы : устройство для отбора наружного воздуха (шахта), воздуховоды, вентиляторы, газо- и пылеочистные установки.

Воздухозаборные устройства размещают там, где воздух наиболее чистый: на стене здания, на некотором расстоянии от стены или на крыше здания.

Воздуховоды, обычно цилиндрические, выполняются из стального листа. На фланцах, где стыкуются секции воздуховода, ставятся резиновые прокладки.

Вентиляторы делятся на два основных типа: осевые и радиальные (центробежные). В осевых вентиляторах воздух перемещается вдоль оси крыльчатки. Преимущества осевого вентилятора – компактность и возможность реверса, т.е. изменения направления воздушного потока. В центробежных вентиляторах лопасти турбины отбрасывают воздух к стенкам вентилятора, откуда он через патрубок поступает в воздуховод. Преимущество радиальных вентиляторов – более высокая производительность по сравнению с осевыми.

ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

Существующие методы очистки промышленных выбросов воздуха можно классифицировать следующим образом:

1. Гравитационное осаждение.
2. Сухое инерционное и центробежное улавливание.
3. Мокрое пылеулавливание.
4. Электростатическое осаждение.
5. Фильтрация.
6. Звуковая и ультразвуковая коагуляция.

Как правило, в очистных установках реализуется несколько методов пылеулавливания. Гравитационное осаждение – сравнительно мало распространенный метод, так как требует значительных производственных площадей под оборудование. Инерционное осаждение основано на стремлении частиц пыли сохранять первоначальное направление движения при изменении направления потока. При центробежном улавливании частицы пыли стремятся удалиться от центра вращения. На этом принципе работают широко применяемые циклоны. Принцип мокрого пылеулавливания применяется как дополнение к гравитационному, инерционному и центробежному способу очистки. В этом случае более крупные капли воды поглощают мелкие и крупные частицы пыли, смывая их в осадок. Электростатическое осаждение основано на том, что электрические поля высокого напряжения сообщают частицам заряд, под действием которого частицы перемещаются к противоположно заряженному электроду и оседают. Метод фильтрации основан на разделении газа и дисперсной фазы при прохождении через пористую преграду. Звуковая и особенно ультразвуковая обработка выбросов способствует передаче энергии движущимся частицам, повышает их энергию, увеличивает число соударений и способствует коагуляции частиц, что упрощает последующее пылеотделение.

Основной характеристикой пылеочистных аппаратов является эффективность пылеулавливания, т.е. степень очистки, которой называется отношение веса пыли, уловленной аппаратом, к весу поступившей в него пыли за то же время.

Степень или коэффициент очистки Е определяется уравнением:

где К 1 – начальная концентрация пыли, мг/м 3 ; К 2 – конечная концентрация пыли, мг/м 3 .

Коэффициент очистки зависит от вида пылеочистного устройства, вида и дисперсности пыли. Особенно большое значение имеет фракционный состав пыли, так как с увеличением мелких фракций ухудшается эффективность работы очистителя. Поэтому введено понятие фракционной эффективности, как отношения весов уловленной и поступившей пыли данной фракции. Этот коэффициент имеет большое значение, так как определяет работу аппаратов с пылями различного фракционного состава.

При сравнении работы двух пылеуловителей, работающих в одинаковых условиях, но имеющих разную эффективность, например 85% и 95%, можно считать, что второй работает эффективнее на 10%, но если пересчитывать на загрязнение атмосферы, то окажется, что второй в три раза эффективнее первого, так как

Характеристика пылеуловителя должна включать не только коэффициент очистки, но и фракционную степень очистки, при этом необходимо знать кривую распределения пыли, отнесенную к размерам частиц или скоростям седиментации (осаждения), химический анализ пыли, влажность и т.д.

ПЫЛЕОЧИСТНЫЕ УСТАНОВКИ

Наиболее простым аппаратом является пылеосадительная камера, работающая на гравитационном принципе (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Пылеосадительная камера Рис. 3.6. Лабиринтная пылеосадительная

Недостаток этих устройств – большая занимаемая площадь и невысокая эффективность очистки. С целью сокращения площади и повышения эффективности применяют пылеосадительные камеры лабиринтного типа (рис. 3.6).

Камеры лабиринтного типа имеют перегородки, которые заставляют поступающий газ периодически менять направление. Следовательно, в этих камерах в дополнение к гравитационному принципу очистки добавляется инерционный.

Основным условием хорошей работы пылеосадительной камеры является равномерное движение газа через камеру, так как всякое увеличение скорости будет способствовать выносу частиц пыли из камеры. Для предупреждения этого явления перед входом в камеру устанавливают сетки, перегородки и т.д.

Следует отметить, что воздуховоды с небольшой скоростью движения также работают как пылеосадительные камеры, поэтому для лучшей очистки их следует располагать наклонно. Пылеосадительные камеры просты в изготовлении, требуют незначительных эксплуатационных затрат, потеря давления воздушного потока вследствие малой скорости незначительна, но из-за невысокой эффективности их применяют для предварительной очистки.

В инерционных пылеосадителях воздушной поток резко изменяет направление движения. Инерционные камеры различной конструкции при-ведены на рис. 3.7.

а ) б )

Рис. 3.7. Инерционный пылеосадитель

Эффективность инерционных пылеосадителей невелика, поэтому их так же, как и пылеосадительные камеры, применяют для предварительной очистки с последующей очисткой в каком-либо другом аппарате.

Центробежные пылеосадители – циклоны наиболее широко применяются в промышленности.

Преимущества циклонов заключается в высокой эффективности очистки и сравнительно небольшой занимаемой площади. Схема циклона приведена на рис. 3.8.

Запыленный воздух поступает в верхнюю часть циклона по касательной к цилиндру, и поэтому воздушный поток начинает вращаться. Пылевые частицы

где F – центробежная сила, кг; G – вес частицы пыли, кг; U 2 – окружная скорость, м/с; r – радиус вращения, м.

Но уменьшение диаметра циклона приводит к уменьшению его пропускной способности. Поэтому необходимо устанавливать несколько небольших циклонов в один аппарат.

Такие очистные устройства, содержащие несколько циклонов небольшого диаметра, называются мультициклонами (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Мультициклон Рис. 3.10. Насадка мультициклона

На рис. 3.10. показано устройство небольшого циклона, он содержит спиральную поверхность, проходя которую воздушный поток начинает вращаться, и центральную трубу, через которую удаляется очищенный воздух. Важнейшим условием нормальной работы мультициклона является равномерность подачи воздуха к каждому циклону. Эффективность мультициклона достигает 95%. Основным недостатком мультициклонов является то, что они легко забиваются пылью из-за небольшого диаметра циклонов. Поэтому необходимо выдерживать температурный режим, чтобы избежать образования конденсата и налипания пыли. Температура подаваемого на очистку воздуха должна быть на 10 0 С ниже температуры циклона, для этого корпус циклона накрывают теплоизоляцией или устанавливают его в теплом помещении. Мокрое пылеулавливание осуществляется в скрубберах.

Скруббер – это пылеочистительный аппарат, основанный на взаимодействии очищаемого газа с водой (рис. 3.11).

Мокрое пылеулавливание осуществляется также в башнях орошения, различных камерах, мокрых циклонах. При удалении частиц пыли с помощью воды основная задача - получить максимальный контакт частиц пыли с каплями воды.

Г.В. Федорович, А.Л. Петрухин
Расчет теплового состояния организма и определение комфортных микроклиматических условий труда.

Провести расчеты теплового состояния организма и определить параметры комфортных микроклиматических условий Вы можете воспользовавшись , который находится в открытом доступе на нашем сайте.

Ваши комментарии, отзывы и мнения о работе калькулятора можете оставлять на нашем в разделе .
Принципы работы подробно раскрываются в нижеприведенном руководстве.

Порядок расчета теплового состояния организма и определение комфортных климатических условий труда.

1.1. Назначение калькулятора: - контроль состояния условий труда работника на соответствие действующим санитарным правилам и нормам, гигиеническим - установление приоритетности проведения профилактических мероприятий и оценка их эффективности; - составления санитарно-гигиенической характеристики условий труда работника; - анализа связи изменений состояния здоровья работника с условиями его труда (при проведении периодических медицинских осмотров, специального обследования для уточнения диагноза); - расследования случаев профессиональных заболеваний, отравлений и иных нарушений здоровья, связанных с работой.

1.2. Калькулятор может быть использован: - органами и учреждениями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека при осуществлении контроля за выполнением санитарных правил и норм, гигиенических нормативов на рабочих местах и проведении социально-гигиенического мониторинга; - организациями, аккредитованными на проведение работ по оценке условий труда; - центрами профпатологии и медицины труда, поликлиниками и другими лечебно-профилактическими учреждениями, проводящими медицинское обслуживание работников; - работодателями и работниками для информации об условиях труда на рабочих местах; - органами социального и медицинского страхования.

2.1. Аксиоматика. Ниже формулируются основные принципы гигиенической оценки параметров микроклимата и их связь с критериями теплового состояния человека. Вклад процессов в организме и в окружающей среде в теплообмен на границе между ними может быть описан только в тех терминах, которые присущи самим процессам теплообмена - температуры среды и поверхности кожи, скорость испарения влаги с поверхности и т.п. Не следует использовать иные параметры, кроме тех, которые могут быть выражены через рутинные термодинамические переменные. Реакция организма может быть ответом только на ту информацию, которую он получает от своих рецепторов температуры и только из тех мест(с поверхности кожи), где эти рецепторы имеются. Сами по себе определения потоков тепла и условия теплового баланса не содержит оценок параметров микроклимата. Категории оценки вносятся в процедуру анализа дополнительно к балансовым соображениям. Следует учитывать, что приспособительные механизмы организма весьма эффективны и достаточно долго могут поддерживать тепловой баланс в широком диапазоне изменений внешних условий. Ощущения комфорта или дискомфорта возникают в результате меньшего или большего напряжения этих механизмов. Количественные оценки степени напряженности приспособительных механизмов могут основываться лишь на тех параметрах и описываться в тех терминах, которые описывают сами процессы теплообмена. Таким образом, значение балансных соотношений для вырабатываемого и теряемого организмом тепла состоит в том, что только параметры, входящие в эти соотношения могут использоваться для сопоставления с субъективными оценками микроклимата.

2.2. Энергозатраты: выделение и потери энергии.
Активность человека характеризуется несколькими видами выделяемой мощности, :

Скорость выделения суммарного метаболического тепла W пол - полное энерговыделение за счет всех источников - химических процессов и мышечной деятельности.
Скорость выделения метаболического тепла основного (фонового) обмена веществ в организме W o (≈ 90 Вт у взрослого человека).
Скорость выделения дополнительного тепла, связанного с производимой работой W доп . Очевидно, что W доп = W пол - W o
Механическая мощность, развиваемая мышцами W мех . Последние две величины связаны между собой коэффициентом полезного действия мышц h = W мех / W доп . Несмотря на некоторую условность введения этого коэффициента (он меняется от человека к человеку, зависит от вида механической работы, общего состояния организма и пр.), его целесообразно использовать в расчетах, при этом можно считать его равным ≈ 0,2 . Оценку тепла W теп , выделяемого при определенном уровне мышечной активности, можно получить из вполне очевидных соотношений

Wтеп = Wo+ Wдоп-Wмех = Wo+(1-h)* Wдоп.

(1)

Именно эта величина входит в уравнения теплового баланса, в то время как в нормативных документах для характеристики категории работ по уровню энергозатрат (см.ниже п.2.3) используется величина W пол .

1. К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 139 Вт, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

2. К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат140-174 Вт, 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.).

3. К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 175-232 Вт, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).

4. К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 233-290 Вт, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

5. К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 290 Вт, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

2.4. Основные каналы теплоотдачи.
Организм может регулировать (в определенных пределах) интенсивность теплопотерь по различным каналам и «включать» их в различных комбинациях, в зависимости от ситуации: интенсивности работы, параметров внешней среды, степени теплоизолированности тела и пр. (подробнее см.).
Легочный теплообмен. Подробно физиология дыхания описана во многих работах (см.напр.). Тепло- и влагообмен при дыхании, это сложный процесс в котором вдыхаемый воздух увлажняется и согревается (или охлаждается) в верхних дыхательных путях, а выдыхаемый - осушается и охлаждается (или нагревается). Процесс почти циклический. Теплопотери при дыхании обусловлены отступлениями от цикличности - парциальное давление водяного пара в выдыхаемом воздухе больше, чем во вдыхаемом, на это тратится скрытая теплота парообразования.При расчетах следует использовать множественную линейную регрессионную зависимость скорости потери влаги при дыхании от метеопараметров (температуры воздуха и его влажности), а также от физиологических характеристик организма (частоты дыхания, величины дыхательного объема), полученную в работе. Пересчет к параметрам, непосредственно входящим в балансные уравнения проведен в книге. Зависимость теплопотерь при дыхании Wлег от интенсивности мышечной деятельности и параметров воздуха - температуры ta и абсолютной влажности aa определяется формулой: Здесь индексом р отмечены характерные для легочного теплообмена величины, определяющие теплопотери: Wp = 31 Вт, tp= 164 °С,ap = 56 г/м 3 , γp =12 . Через ω обозначена доля дополнительного энерговыделения, обусловленного мышечной активностью: ω = Wдоп/Wo , а функция γ(ω) = 1 + ω*(0,5 + ω) интерполирует увеличение скорости легочной вентиляции с ростом мышечной активности. Величину Wлег следует вычесть из тепловой мощности Wтеп при расчетах потерь тепла с поверхности тела. За счет теплообмена на границе кожа - внутренняя поверхность одежды должна отводиться мощность Wпол - Wлег. Пересчитывая мощность на единицу поверхности тела, получим плотность теплового потока Здесь S ≈ 2 м 2 - площадь поверхности тела взрослого человека. Поток c плотностью Jко должен обеспечиваться за счет кондуктивного теплообмена кожа-одежда. Кондуктивный теплообмен кожа-одежда. Поток Jко тепла через одежду определяется разностью температур кожи tк и поверхностью одежды tп и термосопротивлением одежды Iclo: , где ι = 0,155 °С*м 2 / Вт - коэффициент пересчета условных единиц Clo в реальное термосопротивление одежды. Теплопотери с поверхности одежды. На поверхности одежды действуют кондуктивный и радиационный каналы теплообмена. Кондуктивный теплообмен с окружающей средой, пропорционален разности температур поверхности одежды и воздуха: здесь величина скорости воздуха Va подставляется в единицах м/с. Другой канал теплообмена на поверхности одежды - теплообмен за счет излучения и поглощения лучистой энергии. Если плотность падающего на поверхность потока лучистой энергии представить в виде σ*Трад 4 (здесь ω = 5,67*10 -8 Вт*м -2 К -4 - постоянная Стефана-Больцмана, Трад - радиационная температура (по шкале Кельвина) падающего излучения), то поток тепла с поверхности одежды будет иметь вид

Jрад= εпо* σ*(Тп 4 - Трад 4)

(8)

Здесь величина εпо - степень нечерноты поверхности одежды (для теплового излучения). Теплопотери, обусловленные испарением пота. Скорость испарения с единицы поверхности пропорциональна отношению (Рнас - Рпар) / Р, где Р - давление воздуха, Рнас - парциальное давление водяных паров в состоянии насыщения при температуре поверхности, Рпар - реальное парциальное давление водяного пара в воздухе в зависимости от его температуры и влагосодержания. Использование общих соотношений между давлением водяных паров и их температурой, позволяет выразить скорость испарения влаги через непосредственно измеряемые величины - температуры поверхности одежды и воздуха и относительную влажность воздуха над поверхностью. Соответствующие расчеты приведены в книге, их результат для интенсивности (с единицы поверхности одежды) потока тепла, теряемого на испарение пота, имеет вид:

Wпот= Kк*S*{1 - RH*exp[ (tв - tк)/ to ]}

(9)

Здесь коэффициент Кк = 1,25*10 3 Вт/м 2 . S - площадь поверхности с которой происходит испарение, RH - относительная влажность воздуха, tв и tк -температуры воздуха и кожи, to≈ 16,7 °С - характерный масштаб температуры. Простейшие оценки показывают, что если содержимое фигурных скобок в формуле (9) не слишком отличается от единицы (реально это так вдали от точки росы), то скорость теплопотерь при испарении влаги может достигать величин до 1 кВт с 1 м 2 поверхности. Такой скорости теплопотерь с избытком хватает для компенсации любого тепловыделения. Теплообмен наиболее эффективен в случае, когда основное испарение происходит на поверхности одежды. Предполагая, что человек одет «подходящим образом», можно считать, что теплопотери Wпот, сопровождающие испарение пота на поверхности одежды, пропорциональны скорости Q потовыделения. Если скорость Q определяется в единицах г/час, для пересчета в величины теплопотерь (в единицах Вт), следует использовать коэффициент пересчета

2.5. Физиологические характеристики теплового состояния организма.
Используются обобщенные данные об изменениях физиологических показателей при мышечной деятельности, приведенные в книге. Для обеспечения нормального теплового состояния организма должны соблюдаться определенные соотношения между интенсивностью мышечной деятельности (определяемой, например, по величине механической мощности Wмех или по, однозначно связанной с ней соотношением (1), величине полного энерговыделенияWпол) и такими физиологическими реакциями организма как величина влагопотерь и средневзвешенная температура кожи (СВТК). Различают два режима работы систем терморегуляции. Один из них «естественен» для организма, при этом человек чувствует себя комфортно. Внешние условия, обеспечивающие такое состояние определяются как оптимальные. Для обеспечения нормального температурного режима при неоптимальных внешних условиях регулирующие системы организма начинают работать с некоторым напряжением своих возможностей. Тем не менее, если внешние условия не слишком отличаются от оптимальных, напряжения терморегулирующих систем достаточно для поддержания теплового баланса. Конкретизация этого качественного описания теплового состояния организма приведена ниже. Таблица 1.

Показатели теплового состояния человека, положенные в основу выработки требований к параметрам оптимального микроклимата.

Характер работы	Расход энергии Wпол, Вт	Влагопотери, Q, г/час	СВТК, °С
Легкая, категория Ia	до 139	40-60	32,2 - 34,4
Легкая, категория I б	140-174	61-100	32,0 - 34,1
Средняя, категория IIа	175-232	80-150	31,2 - 33,0
Средняя, категория IIб	233-290	100-190	30,1 - 32,8
Тяжелая, категория III	291 - 340	120-250	29,1 - 31,0

Разбросы величин влагопотерь и СВТК обусловлены тем, что они отнесены к диапазону расходуемой энергии.

Рис.1. Скорость влагопотерь, соответствующая комфортному состоянию организма (средняя линия) и допустимому напряжению систем терморегуляции (крайние линии).

На рис.1 данные табл.1 по влагопотерям организма приведены в графическом виде. Внутри прямоугольников, согласно данным табл.1, показатели теплового состояния человека соответствуют комфортным. Границы допустимых напряжений системы терморегуляции определяются верхней и нижней прямыми на плоскости (W,Q). Вне границ, определенных этими линиями системы терморегуляции перенапряжены и начинается перегрев или переохлаждение организма. Для расчетов можно использовать интерполяцию зависимости величины влагопотерь Q от энергозатрат W вида, где коэффициент k равен 0,374 для нижней границы допустимых значений, 0,56 для оптимальных и 0,87 для верхней границы допустимых значений. Пересчет к энергии, уходящей на испарение пота дает аналогичную формулу, где коэффициент K = r*k равен 0,26 для нижней границы допустимых значений, 0,39 для оптимальных и 0,61 для верхней границы допустимых значений. Аналогичные графики для средневзвешенной температуры кожи tк в зависимости от энергозатрат Wпол приведены на рис.2.

Рис.2. Средневзвешенная температура кожи, соответствующая комфортному состоянию организма (средняя линия) и допустимому напряжению систем терморегуляции (крайние линии).

Видно, что в отличие от скорости влагопотерь, растущей с энергозатратами, температура кожи спадает с ростом Wпол. Это вполне ожидаемо, т.к. чем больше производство тепла, тем интенсивнее должен быть его отвод из внутренних частей организма к поверхности. Для этого (при постоянстве температуры внутренних органов) требуется уменьшение температуры кожи. Для расчетов можно использовать интерполяцию зависимости величины СВТК от энергозатрат Wпол вида, где масштаб температуры t1 равен 33,1 °С для нижней границы допустимых значений, 35,4 °С для оптимальных и 36,5 °С для верхней границы допустимых значений. Для масштаба мощности W1 соответствующие значения равны 2739 Вт, 2185 Вт и 3094 Вт соответственно. Если регулирующих возможностей систем поддержания теплового баланса недостаточно, начинает меняться энтальпия (теплосодержане) организма. Это приводит к дискомфорту, а при больших вариациях энтальпии - к профессионально обусловленным нарушениям здоровья. Для нагревающего микроклимата соотношение между избытком энтальпии и классом условий труда, а также с описательной оценкой риска перегрева организма представлено в табл.2. Таблица 2.

Вредное воздействие избытка энтальпии организма на здоровье работников.

Аналогично, растет вредное воздействие микроклиматических условий при переохлаждении организма. Для охлаждающего микроклимата соотношение между дефицитом энтальпии и классом условий труда представлено в табл.3. Таблица 3.

Вредное воздействие дефицита энтальпии организма на здоровье работников

Качественная оценка риска совпадает с данными таблицы 2 при соответствующих классах условий труда. Данные, приведенные в таблицах 1 - 3, вместе с описанными выше алгоритмами расчета теплообмена организма с внешней средой, являются основанием для вынесения суждений об условиях труда по результатам измерений реальных микроклиматических параметров производственной среды.

3. Контролируемые показатели микроклимата.
Из соотношений, приведенных выше в п.2.4 следует, что при исследованиях теплового состояния человека должны быть измерены следующие параметры микроклимата:

температура воздуха Та;

относительная влажность воздуха RH;

скорость движения воздуха Va;

интенсивность теплового облучения IR;

Относительная роль перечисленных параметров неодинакова. Температура воздуха непосредственно входит в уравнения теплового баланса. Характерный масштаб вариаций температуры, судя по данным, приведенным в табл.1, составляет несколько десятых долей градуса. Это соответствует относительной неопределенности ≈ 10 -3 (0,1 %) и задает допустимую погрешность измерительной аппаратуры. Относительная влажность воздуха RH определяет величину легочныхтеплопотерь. Эта величина составляет незначительную долю (не более 25%) от теплоотдачи по каналу кондуктивныхтеплопотерь, согласно формуле (2) относительная величина слагаемого пропорционального влажности воздуха составляет не более 20% от величины остальных слагаемых. Эти обстоятельства определяют невысокие требования к измерителям относительной влажности воздуха. Погрешность 5 - 10 % вполне допустима для измерения относительной влажности. Скорость движения воздуханепосредственно определяет коэффициент теплоотдачи с поверхности одежды согласно формуле (7). Так как неопределенность разницы температур воздуха и поверхности одежды может составлять единицы процентов, то соответственно, требования ≈ 5-10% к относительной погрешности измерения скорости обеспечивают вполне достаточную строгость измерений. Оценка интенсивности теплового облучения вносит наибольшую неопределенность в расчеты влияния микроклимата на тепловое состояние организма работника. Наиболее надежным способом измерения этой величины является использование шарового термометра.

3.1. Измерение эффективной величины теплового облучения.
Поток тепла, обусловленный инфракрасным излучением, является векторной величиной. Соответственно, датчики, применяемые в измерительных приборах , могут быть либо направленного действия, либо изотропные. Практически все приборы, использующиеся в отечественной практике санитарно-гигиенического контроля, представляют собой ИК-радиометры с ограниченным углом зрения. Эти приборы с датчиками направленного действия можно использовать для измерения потоков теплового излучения от источников с небольшими угловыми размерами, полностью попадающих в поле зрения радиометра. В случае источника больших размеров, или если источников несколько и облучение происходит с нескольких направлений, обработка результатов измерения представляет собой нетривиальную задачу, не всегда имеющую корректное решение. Задача практически не решаема для нестационарных (например, движущихся) источников. Шаровой термометр (сфера Вернона) представляет собой прибор с изотропной чувствительностью, наиболее подходящий для измерения интегрального (всесторннего) теплового облучения. Соответствующий алгоритм пересчета результатов измерения температуры в интегральное тепловое облучение изложен в. В основе такого пересчета лежит уравнение баланса тепловых потоков для сферы Эту величину и следует использовать при оценках теплового состояния организма. Соотношение (16) определяет тепловое воздействие ИК-излучения через хорошо измеряемые температуры сферы Тg и воздуха Та, однако в него входит и температура поверхности одежды Тс измерение которой гораздо сложнее: ее необходимо измерять в нескольких местах одежды с последующим усреднением результатов. Несколько теряя в точности, можно заменить температуру Тс в (16) на температуру воздуха Та. Это приводит к существенному упрощению процедуры контроля параметров микроклимата. Результат такой замены имеет смысл эффективного потока теплового облучения, именно он подлежит гигиеническому нормированию.

ΔJ = ε*σ*(T g 4 -T a 4)+h c *(T g -T a)

(17)

Характерные в гигиенических исследованиях значения температур и потоков теплового излучения приведены в таблице 4. При расчетах предполагалось, что скорость движения воздуха равна 0,25 м/с. Таблица 4.

Потоки теплового облучения, соответствующие разнице Δt температур воздуха ta и шарового термометра

ta Δta	10	14	18	22	26	30
2	24,76	25,21	25,66	26,13	26,62	27,11
4	49,74	50,64	51,56	52,51	53,48	54,48
6	74,95	76,30	77,69	79,12	80,59	82,10
8	100,38	102,2	104,07	105,99	107,96	109,99
10	126,04	128,33	130,68	133,1	135,58	138,13
12	151,94	154,7	157,55	160,47	163,46	166,54
14	178,07	181,32	184,66	188,09	191,61	195,23
16	204,44	208,18	212,03	215,97	220,02	224,18
18	231,06	235,3	239,65	244,12	248,71	253,42
20	257,92	262,66	267,53	272,53	277,66	282,93

Видно, что интенсивность теплового облучения примерно пропорциональна превышению показаний шарового термометра над температурой воздуха, причем коэффициент пропорциональности растет с ростом температуры воздуха ta . Такая зависимость вполне понятна, т.к. при небольших различиях в температурах воздуха и шарового термометра, разность четвертых степеней можно с хорошей степенью точности заменить разностью самих температур. Произведя такую замену, из (17) получим

ΔJ = *(T g -T a)

(18)

Такая зависимость интенсивности эффективного теплового облучения от разности температур воздуха и шарового термометра вполне согласуется с данными, приведенными в таблице.

4. Подбор одежды как средства индивидуальной защиты от неблагоприятного воздействия метеопараметров.
Обоснованные рекомендации по выбору одежды, обеспечивающей комфортную работу в реально существующих производственных условиях , являются важным моментом санитарно-гигиенического исследований при АРМ и производственном контроле. За счет правильного выбора одежды можно существенно улучшить условия труда и снизить профессиональные риски, не меняя производственную среду . Для этого, однако, рекомендации должны быть убедительно обоснованы результатами расчетов теплообмена организма с окружающей средой.

4.1. Относительная роль радиации и кондукции в создании неблагоприятных условий труда.
Материалы п.п.2-3 свидетельствуют о том, что два основных канала теплообмена с окружающей средой - радиационный и кондуктивный - определяют тепловое состояние организма (см. напр. выражение (17) для скорости нагрева). Для определения того, от чего должны защищать СИЗ, необходимо оценить относительную роль упомянутых каналов теплообмена.
Для оценок можно использовать соотношение (16), в котором оценивать разность четвертых степеней температуры на разность самих температур (см. выше переход от (17) к (18)). Получим Иными словами, при превышении температуры излучения над нормальной комнатной температурой, следует защищаться от излишнего теплового облучения, а при меньших температурах излучения - от перегрева или переохлаждения организма за счет кондуктивного теплообмена.

4.2. Спецодежда из теплоотражательной ткани для "горячих цехов".
Термозащитная одежда предусматривает защиту рабочих, работающих в горячих цехах, от искр, окалины, брызг расплавленного металла, лучистого тепла. Ассортимент такой спецодежды представлен костюмами, фартуками, рукавицами, комбинезонами. Для изготовления спецодежды применяются льняные и хлопчатобумажные ткани е огнестойкими пропитками. Большинство этих тканей имеет достаточно плотную и гладкую поверхность, с которой легко скатываются искры и брызги расплавленного металла. С целью отражения лучистого тепла применяют нетекстильные материалы с алюминиевым покрытием.
Костюмы для работы в горячих цехах изготавливают по ГОСТ 9402-70 (мужской) и по ГОСТ 9401-70 (женский). Конструкция этих костюмов может быть построена на базе основы конструкции второго и третьего вариантов первой группы изделий спецодежды. Этот вид одежды предназначен для рабочих различных профессий (сталевар, подручный сталевара, крановщик, вальцовщик, котельщик, заливщик, кузнец и др.). Костюм используется при работах в мартеновских, сталеплавильных, прокатных, литейно-котельных и кузнечных цехах, в которых температура на рабочем месте достигает +50°С, а интенсивность облучения лучистым теплом до 18- 20 кал/(см2мин).

4.3. Теплосопротивление и влагопроницаемость тканей.
Обоснованные рекомендации по выбору одежды, обеспечивающей комфортную работу в реально существующих производственных условиях, являются важным моментом санитарно-гигиенического исследований при АРМ и производственном контроле.
За счет правильного выбора одежды можно существенно улучшить условия труда и снизить профессиональные риски, не меняя производственную среду. Для этого, однако, рекомендации должны быть убедительно обоснованы результатами расчетов теплообмена организма с окружающей средой. В зависимости от целей таких расчетов (требования к параметрам микроклимата, ограничения на энерготраты, расчет термосопротивления одежды и т.п.) должны выбираться алгоритм и последовательность анализа отдельных каналов теплообмена. Использование шарового термометра существенно упрощает и уточняет расчет термосопротивления одежды, обеспечивающей индивидуальную защиту от неблагоприятного воздействия микроклиматических условий.
Если изначально задаваться полными энергозатратамиWпол, для расчетов теплообмена из них следует вычесть механическую мощность Wмех, теплопотери на испарение пота Wпот, и теплопотери при дыхании Wлег. Оставшаяся мощность Wh =Wпол - Wпот- Wлег должна быть отведена через одежду. Соответствующий поток тепла Jзадается формулами:

J = W h ⁄ S=(t s - t c) ⁄ Iclo

(21)

здесь Iclo - термосопротивление одежды, остальные переменные описаны выше.
Исследования по физиологии терморегуляции показывают, что для каждого уровня энергозатрат существует физиологически обусловленная оптимальная температура кожи ts, так что, если определить и температуру поверхности одежды tс, то из уравнения (16) можно определить величину термосопротивления одежды Iclo, обеспечивающей оптимальные условия работы с заданными полными энергозатратамиWпол. Для определения tс решается уравнение теплообмена с учетом кондуктивного и радиационного каналов теплоотдачи на поверхности одежды: решая которое определяем температуру Tcповерхности одежды, после чего из (21) определяется Iclo.
Коэффициент теплоотдачи hg с поверхности сферы Вернона определяется как конструкцией сферы (ее диаметром), так и метеопараметрами (скоростью движения воздуха, его температурой и пр.). Существует возможность подобрать такую сферу, у которой этот коэффициент будет равен коэффициенту теплоотдачи hсс поверхности одежды. В этом случае в уравнение для определения температуры поверхности одежды Tcтемпература воздуха Tа не входит - для определения Tc достаточно показаний шарового термометра. Это существенно упрощает расчеты термосопротивления одежды, обеспечивающей комфортные условия работы.
В любом случае, использование одежды с правильно рассчитанным термосопротивлением представляет собой пример эффективного подбора средства индивидуальной защиты от неблагоприятного воздействия микроклиматических условий. Пример конкретных расчетов, демонстрирующих насколько таким способом можно улучшить условия труда, приведен в работе. Вполне реально понижение класса вредности на 2-3 балла.

5. Алгоритмы обработки результатов измерений.
5.1. Уравнения, приведенные в п.п.2-4, можно использовать для решения разнообразных задач, связанных с оптимизацией теплообмена организма работника с окружающей средой. Результаты таких расчетов приводят к «размыванию» границы между нагревающим и охлаждающим микроклиматом. Можно показать, что в зависимости от величины энергозатрат, качества одежды и других факторов, работа в среде с одними и теми же микроклиматическими параметрами, может в одних случаях приводить к перегреванию организма, а в других - к переохлаждению. Это обстоятельство иллюстрируется данными таблицы 5.
Таблица 5.

Скорость набора энтальпии dH ⁄ dt (кДж ⁄ кг ⁄ час) при выполнении работы с суммарными энергозатратами Wпол (Вт), выполняемой в одежде с термосопротивлением Clo (у.е.)

Clo Wпол	0,1	0,4	0,7	1	1,3	1,6	1,9	2,2	2,5
100	-4,39	-2,03	-0,62	0,33	1,01	1,52	1,92	2,23	2,49
120	-3,67	-1,27	0,17	1,13	1,82	2,34	2,74	3,06	3,33
140	-2,88	-0,44	1,02	2,00	2,70	3,23	3,64	3,97	4,24
160	-2,00	0,48	1,97	2,97	3,68	4,22	4,64	4,97	5,25
180	-0,98	1,54	3,05	4,06	4,79	5,33	5,76	6,10	6,38
200	0,20	2,75	4,29	5,32	6,06	6,61	7,05	7,39	7,68
220	1,58	4,18	5,74	6,79	7,54	8,10	8,54	8,89	9,18
240	3,23	5,86	7,45	8,51	9,28	9,85	10,30	10,65	10,95
260	5,19	7,87	9,48	10,56	11,33	11,92	12,37	12,73	13,03
280	7,54	10,26	11,90	12,99	13,78	14,37	14,83	15,20	15,50
300	10,35	13,11	14,77	15,88	16,68	17,28	17,75	18,12	18,43

При построении этой таблицы принимались следующие параметры среды: температура воздуха ta = 20°C, температура шарового термометра tg = 23 oC, относительная влажность воздуха RH = 50%, скорость движения воздуха Va = 0,25 м/с, коэффициент поглощения теплового излучения поверхностью одежды ε = 0,3, вес работника 75 кг.
Видно, что при выполнении даже достаточно тяжелой работы (с энергозатратами до 200 Вт) в легкой одежде организм может переохлаждаться (dH ⁄ dt 1) может наблюдаться перегрев организма (dH ⁄ dt > 0), т.е. тот же микроклимат следует признать нагревающим.
5.2. Расчет теплового баланса можно использовать для подбора одежды, обеспечивающей комфортные, или, по крайней мере, допустимые условия выполнения работы. В качестве примера результатов такого расчета можно привести данные, содержащиеся в таблице 6.
При расчетах предполагалось, что тепловое облучение приводит к тому, что температура шарового термометра на 2,5°C больше температуры воздуха. Относительная влажность воздуха принималась равной 35%, скорость движения воздуха Va = 0,25 м/с, степень нечерноты поверхности одежды в ИК-области спектра ε ≈ 0,2.
Таблица 6.

Термосопротивление (Clo) одежды, обеспечивающей оптимальные и допустимые условия работы с заданными энергозатратами W (Вт) при заданной температуре воздуха ta (°C)

	16	18	20	22	24	26
100	2,06	1,7	1,36	1,05	0,76	0,49
	1,66	1,31	0,99	0,69	0,41	0,16
	1,3	0,97	0,66	0,37	0,11
120	1,7	1,39	1,1	0,83	0,58	0,34
	1,31	1,01	0,74	0,48	0,24	0,02
	1	0,71	0,45	0,2
140	1,41	1,13	0,88	0,64	0,42	0,21
	1,04	0,78	0,53	0,31	0,1
	0,76	0,5	0,27	0,06
160	1,18	0,92	0,69	0,48	0,28	0,1
	0,82	0,58	0,36	0,16;
	0,56	0,34	0,13
180	0,97	0,74	0,53	0,34	0,16
	0,63	0,41	0,22	0,04
	0,4	0,19	0,01
200	0,79	0,58	0,38	0,21	0,05
	0,46	0,26	0,09
	0,25	0,07
220	0,62	0,43	0,25	0,1
	0,31	0,13
	0,12
240	0.46	0.29	0.13
	0.17	0,01
	0
260	0.32	0.16
	0,04

280	0.18

В таблице 6 каждому сочетанию параметров {W,ta} соответствуют три значения термосопротивления одежды. Среднее значение соответствует оптимальному состоянию организма: оптимальной температуре кожи и оптимальному потовыделению (см. выше п.п.2-4). Крайние значения Clo соответствуют допустимому напряжению терморегулирующих систем организма: верхнее - минимальным температурам кожи и потовыделению, нижнее - максимальным значениям этих параметров.
Способ интерпретации этих результатов можно проиллюстрировать на примере работы с энергзатратами 100 Вт при температуре 16°С (верхняя левая триада в таблице). Условия труда в одежде с термосопротивлением от 2,06 Clo до 1,3 Clo допустимы, причем если Clo близко к 1,7 условия будут оптимальными. Отрицательные термосопротивления невозможны для обычной одежды, поэтому соответствующие ячейки в таблице 5 следует интерпретировать как «сужение» интервалов возможного термосопротивления одежды. Например, при работе с энергзатратами 100 Вт при температуре 26°С (верхняя правая триада в таблице) допустимые условия ограничены сопротивлениями одежды от 0,49 до 0 (отсутствие одежды), причем одежда с Clo = 0,16 создает оптимальные условия труда.
С ростом энергозатрат допустимые термосопротивления одежды уменьшаются, например, при W = 200 Вт и ta = 16°C допустимы термосопротивления в диапазоне от 0,25 до 0,79 Clo (оптимально 0,46 Clo). При температуре воздуха 26°С невозможно подобрать одежду для создания допустимых условий труда. Такой микроклимат можно назвать абсолютно нагревающим для работы с энергозатратами 200 Вт. При ta = 22°С одежда с термосопротивлением до ≈ 0,2 Clo обеспечивает допустимые условия труда, однако невозможно обеспечить оптимальные условия только за счет подбора термосопротивления одежды.
5.3. Выполнение работы при низких температурах воздуха может быть оптимизировано за счет использования обогревателей с инфракрасным излучением. Подбор необходимых величин теплового облучения также можно производить на основе балансных соотношений п.3.4. Результаты соответствующих расчетов приведены в таблице 7. При расчетах предполагалось: температура воздуха 12,5°С; относительная влажность воздуха RH = 35%; скорость движения воздуха Va = 0,25 м/с; степень нечерноты поверхности одежды в ИК-области спектра ε ≈ 0,4.
Структуры данных в ячейках табл.6 и табл.5. аналогичны.
Представленные данные свидетельствуют о том, что при небольших энергозатратах (например, при W = 100 Вт) тепловое облучение легко одетого человека (Clo ≈ 0,4) должно быть на уровне 320 Вт/м2, однако, если термосопротивление одежды достаточно велико (Clo ≈ 2,4), дополнительного облучения практически не требуется. Для работы с большими энергозатратами (например, при W = 200 Вт) дополнительный обогрев (на уровне 170 Вт/м2) требуется только для легко одетых работников, но уже при термосопротивлении одежды Clo ≈ 1, оптимальным будет отсутствие дополнительного теплового облучения. Отрицательные результаты расчетов теплового облучения при больших энергозатратах свидетельствуют о необходимости дополнительного охлаждения. Например, если W = 300 Вт, только легкая одежда (с Clo Таблица 7.

Интенсивность теплового облучения (Вт/м 2), необходимая для поддержания теплового баланса при совершении работы с энергозатратами W (Вт) в одежде с термосопротивлением Сlo
	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4
W (Вт)
100	380,33	318,97	258,11	197,76	137,89	78,51
	319,01	257,93	197,35	137,27	77,67	18,54
	263,54	202,78	142,52	82,75	23,45
120	360,7	289,19	218,37	148,22	78,73	9,88
	292,07	220,9	150,42	80,6	11,43
	235,19	164,38	94,24	24,77
140	340,74	259,01	178,19	98,23	19,13
	264,8	183,49	103,06	23,5
	206,5	125,58	45,53
160	319,54	227,23	136,05	45,99
	236,3	144,48	53,78
	176,58	85,17
180	295,92	192,25	90,01
	205,4	102,3	0,61
	144,25	41,59
200	268,39	152,11
	170,6	54,98
	108,02
220	235,2	104,48
	130,16	0,22
	66,15
240	194,31
	82,05
	16,6
260	143,39
	23,95

280	79,87


300	0,89

6. Литература

1. Тимофеева Е.И., Федорович Г.В. Экологический мониторинг параметров микроклимата. М., НТМ-Защита, 2007, 212 с.
2. Иванов К.П. и др. Физиология терморегуляции. Л, Наука, 1984, 470 с.
3. Кричагин В.И. Принципы объективной оценки теплового состояния организма. - В кн. Авиационная и космическая медицина (под ред. Парина В.В.).-М. 1963. с. 310-314.
4. Бреслав И.С., Исаев Г.Г. (ред). Физиология дыхания - СПб, Наука, 1994, 680 с.
5. Ergonomics of the thermal environment - Analitical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria” ISO 7730:2005(E).
6. Хирс Д., Паунд Г., Испарение и конденсация, (пер. с англ.), ИИЛ, М., 1966.
7. Федорович Г.В. Параметры микроклимата, обеспечивающие комфортные условия труда. // БиОТ - 2010 - №1 - стр.75

На рабочих местах должны быть обеспечены оптимальные или допустимые условия микроклимата.

Период года	Температура воздуха, град С		Относительная влажность воздуха, %		Скорость движения воздуха, м/с
Период года	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия	Оптималь-ные условия	Допусти-мые условия
Холодный

ТНС – индекс измеряется приборами типа болометры, электротермометры.

Системы местного кондиционирования воздуха;

Воздушное душирование;

Помещение для отдыха и обогревания;

Спецодежда и другие СИЗ;

Условия труда основываются на анализе производственной среды, в пределах которой выполняется деятельность. Существует 3 состояния человека, влияющих на качество труда и здоровье: нормальное, пограничное, патологическое. Все категории тяжести выполняемых работ имеют свои особенности, поскольку каждым свойственны определенные признаки.

Вышеупомянутые состояния организма проявляются в физическом и умственном труде. Причем это относится к благоприятной и неблагоприятной сферам. В производственных условиях в зависимости от факторов может преобладать одно состояние. Поэтому их используют для определения категории тяжести работы.

Виды категорий

На основе медико-физиологической работы были выявлены категории тяжести выполняемых работ. По количеству их получилось 6, и каждая характеризуется своими свойствами:

вид работы, проводимой в нормальной среде с благоприятной физической, умственной и нервно-эмоциональной нагрузкой: в этом случае сохраняется здоровье и работоспособность сотрудника;
предполагает соответствие условий среды гигиеническим нормам: в этом случае наблюдается соответствие условий допустимым производственным факторам;
при этом виде работы ухудшается мышечное, нервно-эмоциональное состояние из-за не совсем благоприятных условий труда;
сюда входит работа, выполняемая в неблагоприятных условиях, что становится причиной наступления патологического состояния;
человек выполняет такую работу, из-за которой под воздействием отрицательных условий появляются патологические реакции;
такие реакции возникают после начала трудового периода, например смены.

Понятие тяжести и напряженности

Категории тяжести выполняемых работ связаны с другими понятиями. Их взаимосвязь определяет уровень деятельности. Тяжестью труда называют привлечение в работу мышц и физиологических затрат из-за нагрузок. А напряженностью - реакцию нервной системы на различные режимы труда. С помощью этих понятий формируются условия деятельности.

Термины могут применяться к умственному и физическому труду, а также к разным Это относится и к опасным производственным условиям.

Как не допустить усталости и переутомления?

Для предупреждения утомления и улучшения работоспособности нужно использовать несложные упражнения и тренировки. Какие бы ни были категории тяжести выполняемых работ, ГОСТ включает необходимость проведения простых мероприятий.

Тренированностью называют состояние организма, появляющееся из-за постоянного выполнения рабочих задач, что является причиной улучшения работоспособности. Поэтому ее проведение позволяет нормализовать любой тип работы. Упражнения являются частью тренировки, которые благодаря повторению восстанавливают работоспособность в разных видах деятельности.

Чтобы не было утомления, используется сокращенная продолжительность рабочей смены. Также для этого применяются средства механизации, автоматизации, принципы правильного трудового процесса. Такие мероприятия необходимо использовать всегда, какая бы ни была категория тяжести выполняемых работ. предполагает использование эффективных приемов, необходимых для защиты работников от утомления.

Изменение работоспособности

Предметная деятельность разделена на 3 фазы:

1-я составляет 30-60 минут: происходит привыкание человека к труду, но могут допускаться ошибки, постепенно длительность этого этапа уменьшается;
2-я длится несколько часов: повышенная работоспособность человека;
на 3-й наступает утомление, что снижает производительность и качество труда, из-за чего необходим перерыв для восстановления сил.

С помощью отдыха, который указан в законодательстве, человек улучшает самочувствие. После этого он снова готов работать. Любая категория тяжести выполняемых работ, водителя, например, или человека другой профессии, требует периодических перерывов.

Функции тяжести труда при прохождении МСЭ

Конкретная категория тяжести выполняемых работ для МСЭ присваивается под наблюдением специалистов. При наличии некоторых видов недугов запрещены нагрузки, или они только ограничены, иначе можно нанести вред здоровью человека.

Категория тяжести выполняемых работ для ВТЭК утверждается на основе действий и затрат, необходимых для работы. Нередко дополнительные затраты истощают организм. Многие болезни становятся причиной физических страданий человека, из-за чего развивается болевой синдром.

Режим труда и отдыха

Для каждого работника важно соблюдение режима труда и отдыха. Это необходимо для сохранения здоровья и повышенной работоспособности. Например, если на протяжении дня сотрудниками будут устраиваться перерывы, то замедлится время наступления усталости.

Выполнение монотонной работы опасно тем:

что ухудшается сопротивляемость иммунитета;
появляется раздражительность;
возникают патологии сердца и сосудов.

Уменьшает утомление грамотная организация Перерыв требуется при приеме пищи, для смены деятельности. Режим нужно соблюдать на основе Главной задачей распорядка считается улучшение результатов, а также сокращение фаз утомления.

Перерывы на отдых должны определяться в зависимости от Сотрудникам необходимо некоторое время до обеда, а также после. Продолжительность такого отдыха составляет 10-15 минут. Если люди заняты на сложной работе, то перерывы должны быть каждый час по 5 минут.

Для приема пищи уделяется 40-60 минут. Зафиксированы эти правила в графике работы. В его создании учитывается несколько особенностей. Все время, необходимое для перерыва при тяжелой деятельности, составляет 4-20 %. Для сотрудников умственного труда отдых должен длиться около 10 % от рабочего времени. Эти правила прописаны в законодательстве. Следует учитывать, что регламентированный отдых считается эффективным. Нерегулярные перерывы, а также простои нарушают ритм работы.

Виды отдыха

Отдых бывает пассивным и активным. Первый необходим при занятости на тяжелой работе. Особенно это касается тех случаев, когда человек находится длительный период стоя. Активный отдых предлагается людям с сидячей работой. Для этого применяется гимнастика, которая включает комплекс упражнений. С помощью активного отдыха быстро восстанавливаются жизненные силы, что связано со сменой деятельности.

На каждом предприятии может быть свое трудовое время. Режим бывает сменным, месячным, суточным, недельным, годовым. Соблюдение необходимых норм позволяет предприятию работать эффективно, а сотрудникам всегда быть здоровыми.

К категории Iб относятся работы, выполняемые сидя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях связи, контролеры, мастера).

К категориям IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие незначительного физического напряжения (ряд профессий в прядильно-ткацком производстве, механосборочных цехах).

К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой и перемещением грузов массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий машиностроения, металлургии).

К категории III относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (более 10 кг) тяжести и требующие значительных физических усилий (ряд профессий с выполнением ручных операций металлургических, машиностроительных, горнодобывающих предприятий).

Чем выше категория выполняемой работы, тем больше нагрузка на опорно-двигательную , дыхательную и сердечно-сосудистую системы . Так частота сердечных сокращений, которая в состоянии покоя составляет 65 - 70 сокращений в минуту, при выполнении тяжелых работ может возрасти до 150 - 170. Легочная вентиляция так же, как и частота сердечных сокращений повышается пропорционально увеличению интенсивности выполняемой работы. Вентиляция легких, которая составляет 6 - 8 литров воздуха в минуту в состоянии покоя, во время тяжелой физической работы может достигать - 100 и более литров в минуту. Во время интенсивной работы происходят изменения и некоторых других функций организма.

Умственная деятельность человека определяется в основном участием в трудовом процессе центральной нервной системы и органов чувств. При умственной работе уменьшается частота сердечных сокращений, повышается кровяное давление, ослабляются обменные процессы, уменьшается обеспечение кровью конечностей и брюшной полости, в то же время увеличивается поступление крови в мозг (в 8 - 10 раз по сравнению с состоянием покоя). Умственная деятельность очень тесно связана с работой органов чувств, в первую очередь органов зрения и слуха. По сравнению с физической деятельностью в отдельных видах умственной деятельности (работа конструкторов, операторов ЭВМ, учащихся и учителей) напряженность органов чувств увеличивается в 5 - 10 раз. Это предопределяет более жесткие требования к нормированию уровней шума, вибрации, освещенности именно при умственной деятельности.

Невзирая на существенные отличия, разделения трудовой деятельности на физическую и умственную достаточно условно. С развитием науки и техники, автоматизации и механизации трудовых процессов, граница между ними все больше сглаживается.

При интенсивной, продолжительной или монотонной работе может наступить утомление, для которого характерным является снижение работоспособности. Под утомлением понимают совокупность временных изменений в физиологическом и психическом состоянии человека, развивающихся в результате напряженной и продолжительной деятельности и ведущих к ухудшению ее количественных и качественных показателей, сопровождающиеся чувством усталости. Утомление является защитной реакцией, которая направлена против истощения функционального потенциала организма человека. После отдыха утомление исчезает, а работоспособность восстанавливается. Утомление может возникнуть как при интенсивной физической, так и при умственной деятельности, хотя при последней оно менее заметно.

Важно, чтобы утомление, накапливаясь, не перешло в переутомление, поскольку при последнем возможны патологические изменения в организме человека и развитие заболеваний нервной системы.

Категория работ	Характеристика
Легкие физические работы (категория I)	Виды деятельности с расходом энергии не более 150 ккал/ч (174 Вт). Примечание. Легкие физические работы разделяются на категорию Iа - энергозатраты до 120 ккал/ч (139 Вт) и категорию Iб - энергозатраты 121-150 ккал/ч (140-174 Вт). Iа - работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением; Iб - работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.
Средней тяжести физические работы (категория II)	Виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт). Примечание. Средней тяжести физические работы разделяют на категорию IIа - энергозатраты от 151 до 200 ккал/ч (175-232 Вт) и категорию IIб - энергозатраты от 201 до 250 ккал/ч (233-290 Вт). IIа - работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения; IIб - работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.
Тяжелые физические работы (категория III)	Виды деятельности с расходом энергии более 250 ккал/ч (290 Вт). Примечание. К категории III относятся работы, связанные с постоянными перемещениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.

О напряженности труда чаще говорят, имея в виду интеллектуальные виды деятельности.

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку преимущественно на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника.

К факторам, характеризующим напряженность труда, относятся: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок, режим работы. Напряженность труда зависит от тяжести труда, а также от индивидуальных особенностей человека.

Исследования показали, что труд одинаковой тяжести может вызвать у разных людей разную степень напряженности. В ходе трудового процесса активизируются различные физиологические системы. Например, при интенсивных физических усилиях активизируются мышечная система, система кровообращения и дыхания, возрастает уровень обменных процессов, происходят биохимические изменения в крови. Значительные умственные напряжения могут повлечь замедление пульса, повышение кровяного давления, учащение дыхания, изменения функций кровеносной и дыхательной систем. Физиологические изменения в организме сказываются на самочувствии человека.

Возможности организма человека в ходе трудового процесса выдерживать физические и эмоциональные нагрузки ограничены. Потенциальная возможность организма человека выполнять в течение заданного времени работу определенного объема и качества называется работоспособность.

Работоспособность человека зависит от трех основных и равнозначных

факторов: приспособленности физиологических функций к трудовой деятельности; эмоционального состояния человека и условий труда.

Работоспособность - величина непостоянная, она изменяется в зависимости от продолжительности рабочего дня, недели, времени суток, сезона года (рис. 2.1.).

Рис. 2.1. Динамка работоспособности человека в течение рабочего дня

I - фаза мобилизации

II - фаза гиперкомпенсации

III - фаза компенсации

IV - фаза декомпенсации

V - фаза возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения

VI - фаза прогрессивного снижения работоспособности

Снижение работоспособности в результате длительной или чрезмерной нагрузки называется утомлением . Пределом работоспособности является общее утомление организма, в основе которого лежат тормозные процессы в центральной нервной системе (ЦНС). Утомление - это реакция организма, сигнализирующая о перегрузке, и тем самым защищающая он нее организм.

Утомление зависит от нагрузки на системы организма человека (пищеварительную, эндокринную и проч.), работающие по суточному режиму и не поддающиеся управлению сознанием. Поэтому в ночное время повышается сонливость, ослабляются защитные функции организма. Вместе с повышением рабочей нагрузки на человека все это приводит к снижению производительности труда и качеству производимой продукции или выполняемой работы. Чрезмерные или регулярные превышения уровней рабочих нагрузок могут повлечь профессиональные заболевания и травматизм.

Под условиями труда понимают совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника.

В соответствии с «Руководством по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (Р 2.2.2006-05) условия труда подразделяются на 4 класса: оптимальные, допустимые, вредные, опасные (экстремальные).

В настоящее время оценка риска здоровья работников проводится в соответствии с «Гигиеническими критериями оценки и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса». Критерии риска, условия труда классифицируются на основе двух составляющих: вредный производственный фактор, физиологическая реакция и здоровье работника.

Оптимальные условия труда (класс 1) - отсутствие риска для работника. При этом отсутствуют вредные производственные факторы, либо они ниже величин, безопасных для жизнедеятельности. В этом случае сохраняется здоровье и высокий уровень работоспособности трудящихся.

Допустимые условия труда (класс 2) - отсутствие риска для работника. При этом параметры вредных производственных факторов и трудового процесса не превышают ПДК, ПДУ и ГН. В этом случае изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время отдыха или к началу следующей рабочей смены, а также не предвидятся изменения в состоянии здоровья работников и их потомства в ближайшем и отдаленном периодах.

Вредные условия труда (класс 3) - риск есть. При этом вредные производственные факторы превышают ПДК, ПДУ, ГН и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье работников и его потомства. Они по степени выраженности подразделяются на четыре степени вредности третьего класса.

Степень 1 (3.1) - риск есть. Вредные производственные факторы выше ПДК, ПДУ, ГН вызывают функциональные изменения, которые не восстанавливаются к началу следующей смены и увеличивают риск повреждения здоровья.

Степень 2 (3.2) - риск есть. Вредные производственные факторы, вызывая стойкие функциональные изменения, приводят в большинстве случаев к увеличению производственно обусловленной заболеваемости (повышение уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности); к заболеваниям наиболее уязвимых органов и систем для данных вредных производственных факторов, к появлению начальных признаков или легких (без потери профессиональной трудоспособности) форм профессиональных заболеваний после продолжительного контакта (экспозиции) - часто после 15 лет стажа и более.

Степень 3 (3.3) - риск есть. При этом уровни вредных производственных факторов таковы, что, как правило, приводят к развитию профессиональных заболеваний легкой и средней степени тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности), росту производственно-обусловленной заболеваемости.

Степень 4 (3.4) - риск есть. При этом вредные производственные факторы приводят к развитию тяжелых форм профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), значительному росту производственно-обусловленной заболеваемости (включая заболеваемость с временной утратой трудоспособности).

Опасные (экстремальные) условия труда (класс 4) - риск есть и для здоровья, и для жизни. При этом уровни вредных производственных факторов при их воздействии в течение рабочей смены или ее части создают угрозу для жизни, возникновения острых профессиональных поражений в том числе в тяжелой форме.

В соответствии с российским законодательством работодатель обязан обеспечить безопасность работников и информировать их о существующем риске повреждения здоровья на рабочих местах. Работник имеет право получать достоверную информацию о существующем риске для повреждения здоровья, а также отказаться от выполнения работ в случае возникновения опасности для его жизни и здоровья.

Работодатели для выполнения требований законодательства по охране среды обитания и здоровья человека должны осуществлять необходимые оздоровительные мероприятия. Их последовательность (алгоритм) от наиболее важных к менее значимым следующая.

1. Технические и технологические мероприятия (комплексная автоматизация и механизация труда, исключение из технологического процесса вредных соединений, примесей, их замена на безвредные, замена неблагоприятного по условиям труда оборудования и пр.).

2. Санитарно-технические и организационные мероприятия (герметизация, изоляция, укрытие, экранирование оборудования, вентиляция, отопление, канализация, питьевое водоснабжение, санитарно-бытовые помещения, производственная гимнастика, функциональная музыка, рационализация труда и отдыха).

3. Индивидуальные средства защиты органов дыхания, зрения, слуха, кожи (противогазы, респираторы, противошумы, очки, мази и пасты, спецодежда и спецобувь).

4. Медико-профилактические мероприятия (предварительные перед поступлением на работу и периодические медицинские осмотры работников, лечебно-профилактическое питание, выдача молока, рекомендации по рациональному трудоустройству работников с различными заболеваниями, лечение заболеваний, реабилитационные и санаторно-курортные мероприятия).

Медицинские осмотры лиц, поступающих на работу и работающих, проводятся на основе приказа Минздравсоцразвития России №302н от 12 апреля 2011 «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и (или) опасными условиями труда». Указанные осмотры имеют законодательную основу в виде «Трудового кодекса Российской Федерации». Частота проведения периодических осмотров определяется территориальными органами Роспотребнадзора совместно с работодателем, исходя из конкретной санитарно-гигиенической и эпидемиологической ситуации.

Профессиональная пригодность работника выполнять порученную ему работу без ущерба для собственного здоровья и здоровья его потомства регулируется в законодательном порядке путем введения обязательных медицинских осмотров перед приемом на работу, связанную с воздействием вредных производственных факторов, риском для себя и окружающих и периодических осмотров для тех, кто уже работает в подобных условиях.

В цитируемом Приказе имеются следующие разделы:

1.Перечень опасных, вредных веществ и неблагоприятных производственных факторов, при работе с которыми обязательны предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в целях предупреждения профессиональных заболеваний.

3.Перечень врачей-специалистов, участвующих в проведении
предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров в целях предупреждения профессиональных заболеваний, и необходимых лабораторных и функциональных исследований по определенным этиологическим факторам в проессе труда.

4. Перечень врачей-специалистов, участвующих в проведении
предварительных при приеме на работу и периодических медицинских осмотров в целях предупреждения заболеваний, несчастных случаев и обеспечения безопасности труда, и необходимых лабораторных и функциональных исследований по видам работ и профессиям.

5. Перечень общих и дополнительных противопоказаний к допуску на работу, связанную с опасными, вредными веществами и неблагоприятными производственными факторами.

6. Перечень медицинских противопоказаний к допуску на работу трудящихся в целях предупреждения заболеваний, несчастных случаев и обеспечения безопасности труда по определенным видам работ и профессиям.

7. Инструкция по проведению обязательных предварительных
при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров трудящихся.

На промышленном предприятии предварительные и периодические медицинские осмотры проводят специалисты медико-санитарных частей или врачи районных поликлиник.

Цель предварительных медицинских осмотров - не допускать на работу, связанную с вредными и опасными производственными факторами, лиц с нарушением здоровья, которое может стать хуже под их влиянием. Например, на предприятие, где на работников воздействует пыль диоксида кремния, нельзя принимать на работу больных пневмосклерозом, хронической пневмонией, бронхитом, туберкулезом, аллергическими заболеваниями.

Второй целью предварительных медицинских осмотров является обнаружение заболеваний, препятствующих полноценному выполнению конкретной работы без ухудшения состояния здоровья (например, дальтонизм при поступлении на работу водителем транспортного средства, нервно-психические заболевания при работе с оружием, паркинсонизм при выполнении работ на высоте).

В зависимости от того, с какими вредными производственными факторами сталкивается подлежащая осмотру профессиональная группа, определяются состав комиссии, лабораторные исследования и периодичность медицинских осмотров. Осмотры миллионов людей проводятся ежегодно или в другие сроки специализированными медицинскими комиссиями из врачей разных специальностей местными лечебно-профилактическими учреждениями Минздрава России.

Если работник или поступающий на работу годны по состоянию здоровья, они получают заключение, которое сами отдают работодателю. При противоположном результате обследованному лицу выдается на руки заключение клинико-экспертной комиссии (КЭК), второй экземпляр которого пересылается работодателю.

Медицинские осмотры, кроме осмотров водителей частных транспортных средств, проводятся за счет работодателя. Работодатель несет ответственность за их организацию и имеет право не допустить работника, не прошедшего медицинский осмотр, к работе. Работодатель не имеет также права допустить к труду работника, которому медицинская комиссия дала заключение о том, что он не может быть принят на работу или не может ее продолжать по медицинским противопоказаниям, которые могут быть как общими, так и конкретными для данной группы работников в зависимости от условий их труда.

к категории 1а относятся работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся не значительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо– и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).

к категории 1б относятся работы с интенсивностью энерготрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.).

к категории 11а относятся работы с интенсивностью энерготрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт),связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

к категории 11б относятся работы с интенсивностью энерготрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт),связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (работы в литейных, прокатных, сварочных цехах и т.п.).

к категории 111 относятся работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующих больших физических усилий (работы связанные с ручной ковкой, в литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок и т.п.).

Факторы, учитываемые при нормировании показателей микроклимата

Микроклимат производственных помещений – климат внутренней среды этих помещений, который определяется сочетанием действующих на организм человека температуры воздуха, скорости движения воздуха, относительной влажности, интенсивностью теплового облучения и температуры поверхностей.

Под температурой поверхностей понимается температура ограждающих конструкций (стены, потолки, пол), устройств (экран и т.п.) а также технического оборудования или ограждающих его устройств.

В соответствие с ГОСТ 12.0.003. ССБТ. «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» повышенная или пониженная температура воздуха, повышенная величина теплового облучения, повышенная или пониженная влажность и скорость воздуха, повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования относятся к группе физических опасных и вредных производственных факторов.

В зависимости от периода года и от технологических процессов, выполняемых работниками, различают микроклимат нагревающий и охлаждающий.

Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (0,87 кДж/кг) и / или увеличении доли потерь тепла испарением пота (30 %) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко).

Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплового обмена организма, приводящего к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (более 0.87 кДж/кг в результате снижения температуры «ядра» и / или «оболочки» тела (температура «ядра» или «оболочки» тела – соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).

Температура воздуха и поверхностей оборудования измеряется в градусах Цельсия (0 С) или Кельвина (0 К).

Влажность воздуха обычно характеризуется относительной влажностью. Согласно ГОСТ 8.221-76 «Влагометрия и гигрометрия. Термины и определения» относительная влажность воздуха – отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при одних и тех же давлении и температуре. Как правило, относительная влажность выражается в процентах:

 = -------- . 100 %,

где Р п и Р н - парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, и насыщенного водяного пара.

Скорость движения воздуха измеряется в метрах в секунду. (м/с).

Тепловое излучение измеряется в ваттах на метр квадратный (Вт/м 2).

Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.2.4.548-96) устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом следующих факторов:

Периода года (холодный, теплый);

Времени выполнения работы (40 часов в неделю);

Интенсивности энерготрат работающих (ккал/ч или Вт)

Величины интенсивности теплового облучения поверхности тела в Вт/м 2 в зависимости от площади облучаемой поверхности тела в %.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

СанПиН устанавливают оптимальные и допустимые условия микроклимата.