Производственный микроклимат и его виды. Все о микроклимате в производственных помещениях. Меры по улучшению условий труда в условиях неблагоприятного климатического фона

Микроклимат производственных помещений имеет ключевое значение в обеспечении работоспособности и здоровья персонала. Оптимальные условия трудовой деятельности являются определяющим критерием, гарантирующим полноценное протекание производственного цикла без ущерба для работающих.

На сегодняшний день человечество не располагает реально действенными средствами управления климатообразующими процессами, что не позволяет действенно корректировать погодные условия и поддерживать определенные параметры атмосферы. Поддержание трудоспособности на должном уровне возможно исключительно в условиях замкнутой среды с помощью современных систем контроля за относительной влажностью воздуха и климатом внутри цеха в общем.

Характеристика микроклимата на производстве

Производственным климатом считается многообразие внутренних климатических факторов среды конкретного помещения, оказывающих какое-либо влияние на самочувствие работающих и их работоспособность. Если на критерии внешних условий повлиять практически невозможно, то отрегулировать параметры микроклимата помещений производства внутри цеха с учетом климатических особенностей региона возможно. Поддержание соответствующего баланса является важнейшей задачей, призванной оптимизировать производственный цикл и сохранить здоровье работающих.

Факторов, оказывающих существенное влияние на климатические условия внутри цеха достаточно много. Поэтому для упрощения контроля над ними принята следующая классификация, разделяющая все многообразие природных и техногенных условий на две группы:

• Регулируемыми считаются такие критерии, на которые человек способен оказать какое-либо воздействие либо полностью откорректировать. Среди них выделяют конструкцию цеха, наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ, показатели теплового либо радиационного излучения, количество персонала в здании, интенсивность и направленность воздушных потоков.
• Нерегулируемыми считаются такие показатели, которые не поддаются управлению, несмотря на все усилия со стороны человека. Среди них выделяют высоту над уровнем моря, тип местности, направление ветра, климатический пояс и т.д.

Влияние нерегулируемых факторов создает специфические условия, которые далеко не всегда являются приемлемыми для работы людей. Корректировка и приведение характеристик микроклимата в соответствие с принятыми нормами осуществляется за счет регулируемых параметров. Именно с их помощью в помещении создается максимально благоприятная среда для нахождения людей и их полноценной работы.

Влияние микроклиматических условий на физиологию человека

Оптимальные значения микроклимата производственной среды способствуют поддержанию термического и функционального баланса организма. Сочетание подобных условий способствует повышению работоспособности человека и стимулирует удовлетворенность окружающей средой, положительно сказываясь на производительности труда. Поэтому соблюдение оптимального баланса является важной частью организации производственного цикла.

Периодическое влияние допустимых климатических критериев среды производства приводит к дисбалансу функционального и теплового состояния человека.

Нормализация основных процессов осуществляется за счет эпизодического либо постоянного включения терморегуляционных качеств организма. Как правило, его активизация не оказывает масштабного воздействия на здоровье. Однако так или иначе приводит к появлению дискомфорта, снижению трудоспособности и общему ухудшению самочувствия.

Составление характеристики микроклимата базируется на нескольких критериях, прямо или косвенно воздействующих на состояние организма людей. Их перечень имеет следующий вид:

• влажность производственной среды;
• температура воздуха;
• направление и интенсивность воздушных потоков;
• термическое состояние окружающих поверхностей.

Список факторов, влияющих на функциональность человеческого организма, состоит всего из 4-х критериев. Именно они оказывают прямое воздействие на самочувствие, формируя микроклимат в цеху. Тепловое влияние и уровень влажности считаются определяющими параметрами, поскольку оказывают прямое влияние на терморегуляционные процессы.

Нормативные требования к микроклимату на производстве

Нормативные климатические показатели в цеху имеют прямую зависимость от сезонности и сложности работы, производимой сотрудниками. Разделение по сезонам дает возможность корректировать температурные значения внутри помещения с наибольшей эффективностью. При этом теплой считается та часть сезона, которая характеризуется среднесуточными значениями температуры свыше +10° градусов, а холодной - ниже +10°. Данное разделение регламентируется государственным документом: СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» .

В расчет гигиенических требований к микроклимату производственных помещений берется аналогичная модель разделения по сложности работ, которых существует несколько:

• 1 категория - легкие. Охватывает все виды работ, на осуществление которых затрачивается 90-150 ккал в час.
• 2 категория - средние. Охватывает те разновидности работ, при осуществлении которых человеческий организм затрачивает 150-290 ккал в час.
• 3 категория - тяжелые. Также включает в себя все направления труда, при которых расход энергии варьируется в промежутке 290-350 ккал в час.

Подобная градация играет основополагающую роль в формировании микроклиматических показателей помещений производства. Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны четко описывают особенности технологического цикла и его воздействие на человека. Лишь соблюдение всей совокупности необходимых (температурных, физических условий и полноценной вентиляции) дает возможность организовать полноценных производственный процесс без угрозы для работающих.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата на рабочих местах

Классификация производственного микроклимата основана всего на 2-х основных показателях: оптимальных и допустимых. Каждая из этих подгрупп имеет свои особенности, исходя из которых производится расчет микроклимата на рабочем месте.

Оптимальные климатические параметры рассчитываются исключительно для рабочих мест постоянного характера. Основные температурные показатели воздушных масс не могут отходить от нормы даже на 1°-2° градуса. Термическое состояние окружающих поверхностей производственной зоны не может быть отличным от номинального более чем на 2° градуса в любую сторону. В целом, оптимальные величины микроклимата имеют следующий вид:

В зависимости от степени тяжести труда в холодный период:

• Легкий. Температура 21°-24° градуса. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1 м/сек.
• Средний. Температура 17°-21° градус. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,2 м/сек.
• Тяжелый. Температура 16°-18° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3 м/сек.

В зависимости от степени тяжести труда в теплый период:

• Легкий. Температура 22°-25° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,2 м/сек.
• Средний. Температура 20°-23° градуса. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3 м/сек.
• Тяжелый. Температура 18°-20° градусов. Влажность 40-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,4 м/сек.

Оптимальные условия для труда способствуют сохранению внутреннего баланса человека, поддерживая его трудоспособность на должном уровне. Допустимые параметры климата актуальны в конкретных ситуациях, когда в силу разнообразных причин возможность организации наилучших условий труда в производственной зоне ограничена. Температура окружающих поверхностей и совокупное термическое состояние рабочего места не может отходить от нормативных параметров выше, чем на 3° градуса.

Применяются они как для производственных мест переменного, так и постоянного типа. Вне зависимости от теплофизических особенностей технологического процесса, допустимые параметры труда имеют следующий вид (в холодный период):

• Легкий. Температура 24°-26° (на постоянных) и 17°-21° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,2 м/сек.
• Средний. Температура 21°-23° (на постоянных) и 13°-17° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,3-0,4 м/сек.
• Тяжелый. Температура 19°-20° (на постоянных) и 13°-0° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,5 м/сек.

В теплую пору года допустимые критерии микроклимата имеют следующий вид:

• Легкий. Температура 28°-30° (на постоянных) и 19°-22° (на не постоянных) градусов. Влажность 55-60%. Интенсивность перемещения воздуха 0,1-0,3 м/сек.
• Средний. Температура 27°-29° (на постоянных) и 15°-18° (на не постоянных) градусов. Влажность 65-70%. Интенсивность перемещения воздуха 0,2-0,5 м/сек.
• Тяжелый. Температура 26°-28° (на постоянных) и 13°-15° (на не постоянных) градусов. Влажность 75%. Интенсивность перемещения воздуха 0,5-0,6 м/сек.

Подобная градация должна полностью соблюдаться вне зависимости от тонкостей производственного цикла и интенсивности теплового облучения работающих. Не выполнение приведенных выше норм считается грубейшим нарушением и является причиной остановки работы производства.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны имеет строго определенные нормативы. При этом определен целый перечень вредоносных элементов и их предельно-допустимые концентрации (ПДК). Превышать данные показатели на рабочих участках любого типа строго запрещено. Пренебрежение данными нормами влечет за собой угрозу жизни для здоровья людей и, соответственно, остановке производства.

Контроль параметров микроклимата

Изменения микроклимата на рабочем месте неминуемо влияют на человека, его трудоспособность и самочувствие. Существует несколько специализированных приборов, предназначенных для осуществления контроля параметров микроклимата на производстве. Измерение показателей микроклимата производится на протяжении всего рабочего дня, т.е. перед началом работ, в середине смены и ее окончании. Измерения требуется проводить согласно следующей таблицы из СанПиН:

Контроль осуществляется не реже 2-х раз на год в рамках санитарного надзора либо же при вводе нового оборудования в эксплуатацию. Для определения основных величин микроклиматических условий применяется следующее оборудование:

• Психрометр аспирационного типа. Прибор предназначен для снятия термических показателей в воздухе производственной зоны.
• Психрометры или записывающие гигрографы. Предназначены для снятия параметров влажности воздуха.
• Термопары и электротермометры. Определяют термическое состояние поверхностей.
• Ротационный анемометр. Измеряет скорость движения воздуха по периметру производственной зоны.
• Актинометр, болометр, радиометры. Определяют интенсивность инфракрасного облучения.

Использование всех этих приборов дает возможность получить определенную картину климатических условий и проанализировать ее. На основании полученных данных делается вывод о состоянии климатических условий и необходимости их корректирования. Отклонение хотя бы по одному из параметров требует немедленного внесения изменений в существующий производственный цикл и приведение условий труда к оптимальным.

Мероприятия по обеспечению оптимальных микроклиматических условий

Компенсация неблагоприятных производственных условий направлена на организацию полной безопасности жизнедеятельности работающих и поддержание их трудоспособности на надлежащем уровне. Нормализация показателей микроклимата производится за счет рационального подхода к планированию рабочего пространства и правильного размещения оборудования. Ограничение термических перегрузок достигается путем автоматизации горячих и вредных производственных процессов.

Для выведения избыточного тепла используются системы естественной либо принудительной вентиляции. В зависимости от интенсивности термической нагрузки они должны обеспечивать нормализацию температурных показателей до нормативных значений. По возможности вентиляционные шахты располагаются непосредственно над прямыми источниками теплового излучения для обеспечения лучшей циркуляции воздуха.

Ограничение и корректировка термического воздействия на участках замкнутого типа производится за счет использования кондиционирования с возможности регулировки интенсивности воздушного потока.

При невозможности соблюсти требования к вентиляции производственных помещений и норм теплового контроля применяются защитные средства индивидуального типа такие, как спецодежда, обувь, очки, головные уборы и респираторы.

Видео по теме статьи:

Состояние здоровья человека, его работоспособность в значительной степени зависят от микроклимата на рабочем месте. Не имея возможности эффективно влиять на протекающие в атмосфере климатообразующие процессы, люди располагают качественными системами управления факторами воздушной среды внутри производственных помещений.

Микроклимат производственных помещений — это климат внутренней среды данных помещений, который определяется совместно действующими на организм человека температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей (ГОСТ 12.1.005 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"). Требования этого государственного стандарта установлены для рабочих зон — пространств высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного и временного пребывания работающих. Постоянным считают рабочее место, на котором человек находится более 50 % рабочего времени (или более 2 ч непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.

Факторы, влияющие на микроклимат, можно разделить на две группы: нерегулируемые (комплекс климатообразующих факторов данной местности) и регулируемые (особенности и качество строительства зданий и сооружений, интенсивность теплового излучения от нагревательных приборов, кратность воздухообмена, количество людей и животных в помещении и др.). Для поддержания параметров воздушной среды рабочих зон в пределах гигиенических норм решающее значение принадлежит факторам второй группы.

ГОСТ 12.1.005 установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

При длительном и систематическом пребывании человека в оптимальных микроклиматических условиях сохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма без напряжения механизмов терморегуляции. При этом ощущается тепловой комфорт (состояние удовлетворения внешней средой), обеспечивается высокий уровень работоспособности. Такие условия предпочтительны на рабочих местах.

Допустимые микроклиматические условия при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не нарушается состояние здоровья, но возможны дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Из таблицы 14.1 видно, что параметры микроклимата производственных помещений зависят от степени тяжести выполняемых работ и периода года (теплым принято считать период года со среднесуточной температурой наружного воздуха выше 10 °С, холодным — с температурой 10 °С и ниже). Оптимальные параметры микроклимата распространяются на всю рабочую зону производственных помещений без разделения рабочих мест на постоянные и непостоянные. Если по технологическим требованиям, технически и экономически обоснованным причинам оптимальные параметры микроклимата не могут быть обеспечены, то устанавливают пределы их допустимых значений (табл. 14,2). Определяя характеристику помещения по категории выполняемых работ (уровню энергозатрат), ориентируются на те из них, которые выполняются 50 % (и более) работающими.

14.1. Оптимальные значения параметров микроклимата на рабочих местах производственных помещений при относительной влажности воздуха в диапазоне 40...60 %

14.2. Допустимые значения параметров микроклимата на рабочих местах производственных помещений при относительной влажности воздуха в диапазоне 15...75%

Кроме указанных в таблице 14.1 параметров микроклимата нормируется также интенсивность теплового облучения работников. Допустимое значение теплового облучения на постоянных и непостоянных рабочих местах не должно превышать 35 Вт/м2, если в зоне облучения находится 50 % и более поверхности тела. При размере последней от 25 до 50 % предел допустимой интенсивности облучения составляет 70 Вт/м2, а при облучении менее 25 % поверхности тела — 100 Вт/м2. Интенсивность открытых источников теплового излучения (пламя, нагретый металл и т. п.) не должна превышать 140 Вт/м2 при облучении не более 25 % поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе лица и глаз.

Нагрев кожи человека до 45 °С вызывает ее повреждение и болевые ощущения, а при температуре 52 °С происходит необратимое свертывание белков тканей. Поэтому в целях профилактики тепловых травм температура нагретых поверхностей машин, оборудования или ограждающих их конструкций должна быть не выше 45 °С.

Допустимые перепады температуры воздуха по высоте рабочей зоны не должны превышать 3 °С для работ всех категорий, а по горизонтали 4 °С для легких работ, 5 °С для работ средней тяжести и 6 °С для тяжелых работ. Во всех случаях абсолютные значения температуры воздуха, измеренной на разной высоте и в различных участках производственных помещений в течение смены, должны входить в пределы, устанавливаемые таблицами 14.1 и 14.2. Необходимо отметить, что параметры воздушной среды животноводческих и птицеводческих зданий регламентированы Нормами технологического проектирования и направлены на получение максимальной продуктивности поголовья, содержащегося в таких постройках. Поэтому требования ГОСТ 12.1.005 не распространяются на воздух рабочей зоны в этих зданиях, а также в помещениях для хранения сельскохозяйственной продукции.

Полезная информация:

Микроклимат производственных помещений представляет собой комплекс физических факторов в ограниченном замкнутом пространстве, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние, самочувствие, работоспособность и здоровье.

Микроклимат бытовых, производственных и жилых помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры воздуха (t, °С), относительной влажности (ф, %), скоростью движения воздуха (V, м/с), теплового излучения от внутренних поверхностей помещения (стен, потолка, пола, технического оборудования) (/, Вт/м 2).

Повышенная температура в производственных помещениях обусловливается:

• технологическим оборудованием (плавильные, обжигательные, нагревательные, сушильные печи, паровые котлы, паропроводы и т.д.);
• нагретыми до высокой температуры обрабатываемыми материалами и готовыми изделиями (расплавленный металл, стекло, поковки, слитки и т.д.);
• выделением тепла при экзотермических химических реакциях;
• выбросом горячих паров и газов через неплотности печей, аппаратов, труб, паропроводов и др.;
• переходом в теплоту электрической и механической энергии движущихся механизмов;
• нагревом помещения прямыми солнечными лучами, особенно в летнее время (инсоляция).

Тепловыделения от указанных источников нередко превышают теплопотери через наружные ограждения зданий и вызывают повышение температуры воздуха.

При расчете теплового баланса для большинства помещений исходят из того, что все ограждения и оборудование в помещении находятся в состоянии теплового равновесия. То есть, их температура остается неизменной во времени и количество получаемого ими тепла в единицу времени равно количеству теряемого тепла. Разность поступления и потерь тепла определяет теплоизбытки в помещении, которые должны быть компенсированы вентиляцией.

В производственных помещениях избыточное тепло можно определить из уравнения теплового баланса:

где Q o6 , Q 0CB , Q ;I - тепло, выделяемое производственным оборудованием, системой искусственного освещения и работающим персоналом соответственно; Q p - тепло, вносимое солнечной радиацией; (?от Д - теплоотдача естественным путем.

1. Теплопоступления в производственное помещение от оборудования, приводимого в движение электродвигателями. Определяют по формуле:

где Р о6 - установочная мощность электродвигателя, кВт; Г|, - коэффициент использования установочной мощности, равный 0,7...0,9; г| 2 - коэффициент загрузки - отношение средней потребляемой мощности к максимально необходимой, равный 0,5...0,8; г| 3 - коэффициент одновременности работы электродвигателей, равный 0,5... 1; г| 4 - коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превратившейся в тепло.

Для приближенного определения теплопоступлений в механических и механосборочных цехах при работе станков без охлаждающей эмульсии значение произведений коэффициентов можно принимать равным 0,25; при работе станков с охлаждающей эмульсией - 0,2; при наличии местных отсосов равным 0,15.

2. Теплопоступления от осветительных установок. Считая, что вся электрическая энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепловую, количество тепла, поступающего в помещение от искусственного освещения, может быть определено по формуле:

где Е - освещенность, лк; F- площадь помещения, м 2 ; q OCB - удельные выделения тепла, Вт/м 2 на 1 лк освещенности, составляющие: для люминесцентных светильников - 0,05...0,13; для ламп накаливания - 0,13...0,25; Г| осв - доля тепловой энергии, попадающей в помещение.

В тех случаях, когда арматура и лампы находятся вне помещения (за остекленной поверхностью, в потоке вытяжного воздуха), доля тепловой энергии, попадающей в помещение, составляет для люминесцентных светильников 0,55 потребляемой энергии, для ламп накаливания - примерно 0,85.

3. Теплопоступления от солнечной радиации. Определяют по формуле: где F 0CT - площадь поверхности остекления, м 2 ; q 0CT - теплопоступления от солнечной радиации через 1 м 2 поверхности остекления при коэффициенте теплопередачи, равном 1 Вт/(м 2 -К);Л 0СТ - коэффициент остекления.

Значения q OCT в зависимости от географической ориентации поверхности и характеристики окон или фонарей принимается в пределах 70...210; значение коэффициента А ОС1 в зависимости от вида остекления и его защитных свойств - в пределах 0,25... 1,15. При расчетах теплопоступления от солнечной радиации учитываются в тепловом балансе помещений для теплого периода года.

4. Теплопоступление от людей. Зависит в основном от степени тяжести выполняемой ими физической работы и в меньшей мере от температуры помещения и теплозащитных свойств одежды. При расчете вентиляции важно правильно определить отдачу явного тепла (Вт) по формуле:

где (З и - коэффициент, учитывающий интенсивность работы и равный 1 для легкой работы, 1,07 - для работы средней тяжести и 1,15- для тяжелой работы; Р од - коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды и равный 1 - для легкой одежды, 0,65 - для обычной одежды и 0,4 - для утепленной одежды; v B - скорость движения воздуха в помещении, м/с; t u - температура помещения, °С.

В табл. 3.1 приведены характеристики тепловыделений одного человека при различных уровнях трудовой активности.

Таблица 3.1

Количество тепла и влаги, выделяемых одним человеком

5. Теплопоступления с продуктами сгорания. В результате горения топлива в печах, при газовой сварке, стеклодувных работах и т.п. в помещение частично попадают продукты сгорания, которые загрязняют воздух и одновременно вносят в помещение некоторое количество тепла. Если продукты сгорания выпускаются в цех, теплопос- тупления Q n с (Вт) подсчитываются по формуле:

где Gj - расход топлива, кг/ч; Q P H - низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Г| т - коэффициент, учитывающий неполноту сгорания топлива (0,9...0,97).

Влажность воздуха. На ряде производств относительная влажность очень высока (80... 100%). Источниками влаговыделений являются заполненные растворами различные ванны, красильные и промывочные аппараты, емкости с водой и др., особенно если эти растворы подвергаются нагреванию и создаются условия для свободного испарения.

Движение воздуха. Движение воздуха внутри производственных помещений вызывается неравномерным нагреванием воздушных масс в пространстве и вентиляционными установками. Движение воздуха может быть использовано в качестве оздоровительного мероприятия при высокой температуре воздуха и при инфракрасном излучении. Для некоторых производств характерна недостаточная подвижность воздуха, создающая ощущение духоты (текстильная, швейная промышленность и др.).

В зависимости от преобладания теплового или холодового воздействия на организм работающих можно выделить наиболее важные с гигиенической точки зрения комплексы микроклиматических условий (рис. 3.1).

1 Производственный микроклимат и его влияние на организм человека……3

2 Основные параметры микроклимата ………………...……………………….5

3 Создание требуемых параметров микроклимата…………………………….9

3.1 Системы вентиляции…………………………………………………………9

3.2 Кондиционирование воздуха……………………………………………….11

3.3 Системы отопления…………………………………………………………11

3.4 Контрольно-измерительные приборы……………………………………...11

Список использованной литературы…………………………………………..13

1 Производственный микроклимат и его влияние на организм человека

Микроклимат производственных помещений − это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

На (рисунке 1) приведена классификация производственного микроклимата.

Рисунок 1 − Виды производственного микроклимата

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям.

Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объёме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведёт к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек путей работающего.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно низких.

Субъективные ощущения человека меняются в зависимости от изменения параметров микроклимата (таблица 1).

Таблица 1 − Зависимость субъективных ощущений человека от параметров рабочей среды

Для создания нормальных условий труда в производственных помещениях обеспечивают нормативные значения параметров микроклимата: температуры воздуха, его относительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового излучения.

2 Основные параметры микроклимата

В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определённых условий, или микроклимата − климата внутренней среды этих помещений. К основным нормируемых показателям микроклимата воздуха рабочей зоны относятся температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Существенное влияние на параметры микроклимата и состояние человеческого организма оказывает также интенсивность теплового излучения различных нагретых поверхностей, температура которых превышает температуру в производственном помещении.

Относительная влажность воздуха представляет собой отношение фактического количества паров воды в воздухе при данной температуре к количеству водяного пара, насыщающего воздух при этой температуре.

Если в производственном помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. человеку. Различают три способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул), непосредственно соприкасающихся друг с другом. Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объёмов газа или жидкости. Тепловое излучение − это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела.

В реальных условиях тепло передаётся не каким-либо одним из указанных выше способов выше способов, а комбинированным.

Тепло, поступающее в производственное помещение от различных источников, влияет на температуру воздуха в нём. Количество тепла, переданного окружающему воздуху конвекцией (Qк, Вт), при непрерывном процессе теплоотдачи может быть рассчитано по закону теплоотдачи Ньютона, который для непрерывного процесса теплоотдачи записывается в виде:

где α − коэффициент конвекции,

S − площадь теплоотдачи, м2

t − температура источника, ºС;

tв − температура окружающего воздуха, ºС.

Количество тепла, переданного посредством излучения (Qи, Дж) от более нагретого твёрдого к менее нагретому телу, определяется:

где S − поверхность излучения, м2;

τ − время, с;

C1-2 − коэффициент взаимного излучения,

Θ − средний угловой коэффициент.

Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры (36,6 ºС). Способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры носит название терморегуляции. Терморегуляция достигается отводом выделяемого организмом тепла в процессе жизнедеятельности в окружающее пространство.

Теплоотдача от организма в окружающую среду происходит в результате: теплопроводности через одежду (Qт); конвекции тела (Qк); излучения на окружающие поверхности (Qи), испарения влаги с поверхности кожи (Qисп); нагрева выдыхаемого воздуха (Qв), т.е.:

Qобщ = Qт + Qк + Qи + Qисп + Qв

Это уравнение носит название уравнения теплового баланса. Вклад перечисленных выше путей передачи тепла непостоянен и зависит параметров микроклимата в производственном помещении, а также от температуры окружающих человека поверхностей (стен, потолка, оборудования). Если температура этих поверхностей ниже температуры человеческого тела, то теплообмен излучением идёт от организма человека к холодным поверхностям. В противном случае теплообмен осуществляется в обратном направлении: от нагретых поверхностей к человеку. Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения испарения − от относительной влажности и скорости движения воздуха. Основную долю в процессе отвода тепла от организма человека (порядка 90% общего количества тепла) вносят излучение, конвекция и испарение.

Нормальное тепловое самочувствие человека при выполнении им работы любой категории тяжести достигается при соблюдении теплового баланса. Рассмотрим, как влияют основные параметры микроклимата на теплоотдачу от организма человека в окружающую среду.

Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносных сосуды кожи сужаются, в результате чего замедляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача.

В нормативных документах введены понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие сочетания количественных параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции.

Допустимые условия обеспечивают таким сочетанием количественных параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека может вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособленных возможностей.

В ГОСТ 12.1.005-88 “Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования” представлены оптимальные и допустимые параметры микроклимата в производственном помещении в зависимости от тяжести выполняемых работ, количества избыточного тепла в помещении и сезона (времени года).

Разработка новых технологических средств контроля и регуляции воздушной среды в производственных помещениях обусловлена необходимостью повышения требований к качеству условий работы. В благоприятной для самочувствия и здоровья в целом среде люди эффективнее справляются со своими обязанностями, что напрямую отражается на объемах производства. На данный момент ключевые факторы обеспечения чистого воздуха базируются на использовании устройств кондиционирования и промышленной вентиляции. Центральное же место в контексте рассмотрения проблем создания оптимальных условий для работы в помещениях занимает микроклимат - это совокупность показателей климата среды внутри производственного объекта. То есть можно выделить два аспекта, важных с точки зрения сохранения оптимального качества воздуха в помещении, - это микроклимат и его параметры.

Что такое производственный микроклимат?

В современных регламентах, предусмотренных для организации немало внимания уделяется безопасности рабочих. На фоне усложнения технологий изготовления, переработки и утилизации на предприятиях возникает и потребность в соответствующей защите людей. В плане определения концепции защиты персонала наибольшее значение имеет именно микроклимат - это совокупность параметров воздушной среды, на основе которых определяются допустимые и оптимальные величины температуры, влажности, теплового облучения и других характеристик. В дальнейшем они становятся отправной точкой для выработки стратегии создания комфортных условий для плодотворной работы людей на предприятии.

Факторы, влияющие на значение параметров

Формирование микроклимата происходит под действием нескольких факторов, определяющих и значения его параметров. В течение дня их показатели могут меняться, а на отдельных участках и вовсе различаться в одно и то же время. В список основных факторов, определяющих параметры микроклимата, входят следующие:

• климатический пояс и время года;
• размеры цехов, помещений, отделов;
• условия и характеристики воздухообмена;
• техническое обеспечение производственного процесса;
• количество сотрудников.

Параметры микроклимата

При анализе условий формирования микроклимата в рабочем процессе параметры могут рассматриваться как по отдельности, так и в совокупности. К показателям, характеризующим производственную среду, относят скорость перемещения, значения влажности и температуру воздуха. Помимо этого, также учитывается возможное термооблучение. как правило, определяется характеристиками поверхностей. В частности, берется во внимание состояние конструкций и оборудования (агрегаты, приборы, экраны). Температурные параметры микроклимата учитываются только при условии наличия средств, обеспечивающих тепловыделение. Это же относится и к облучению теплом. Показатели влажности основываются на коэффициентах пара, который содержится в воздушной среде. При этом влажность может рассчитываться как максимальная, относительная и абсолютная.

Влияние микроклимата на организм

Параметры производственного микроклимата напрямую воздействуют на состояние человека. К примеру, снижение показателя температуры и увеличение скорости движения воздушных потоков усиливает конвективный теплообмен и теплоотдачу. Это происходит в процессе испарения пота и может способствовать переохлаждению организма. И напротив, производственный микроклимат может спровоцировать обратные процессы, если температура воздуха повышается. Влажность также играет немалую роль в воздействии производственной среды на тело человека. С этим показателем связаны переносимость организмом температуры и его тепловые ощущения. Если относительная влажность повышается, то испарение пота происходит медленнее и возникает риск перегрева организма.

Неблагоприятные воздействия на тепловые ощущения в большей степени оказывает повышенная влажность в условиях, когда температура превышает 30°С. Весь объем тепла, выделяемого на фоне испарения пота, будет уходить в окружающую среду, которую формирует рабочий микроклимат в данном помещении. Высокие показатели влажности исключают возможность испарения пота - его капли стекают по кожному покрову. В итоге запускается процесс проливного течения пота, что изнуряюще действует на человека и препятствует оптимальной теплоотдаче.

Санитарно-гигиенические требования

Нормы, регулирующие характеристики микроклимата, закреплены в санитарно-гигиенических актах для производственных объектов. В регламенте приводятся гигиенические требования к микроклимату, предусматривающие оптимальные и допустимые значения температуры, скорости движения и влажности воздушной среды. Кроме этого, существуют требования к тепловому облучению для производственных помещений с учетом трудовых нагрузок и времени года.

Выполнение установленных нормативов не всегда возможно на предприятиях, где противоречат технологические требования. В таких случаях соблюдение правил надзорных служб не позволяет достичь экономической целесообразности в работе предприятия. Однако это не значит, что руководители не предпринимают соответствующих мер по созданию благоприятных рабочих условий. В качестве альтернативы практикуется введение мер по защите работающих средствами специальной безопасности.

Оптимальные показатели

Благоприятные микроклиматические условия на производственных объектах в большинстве случаев рассчитываются из показателей рабочего. Оптимальные требования к микроклимату направлены на обеспечение общего и локального ощущения тепловой комфортности в течение восьмичасовой смены. При этом важно, чтобы поддерживалось минимальное напряжение в процессе терморегуляции.

Одним из главных критериев в расчете оптимальных показателей микроклимата является отсутствие факторов, вызывающих отклонения в состоянии здоровья. Кроме этого, производственный микроклимат должен создавать предпосылки для повышения работоспособности людей. Требования распространяются на операторские рабочие места, где функции сотрудника могут быть связаны не только с выполнением технических задач. Это и участки, в работе на которых предусматривается также нервно-эмоциональное напряжение, к примеру, пульты и посты управления, комплексы с вычислительной техникой и кабинеты, откуда оператор управляет технологическими процессами.

Допустимые условия микроклимата

Для формирования условий с допустимыми параметрами используются менее жесткие требования. Так как производственный микроклимат - это совокупность показателей по разным факторам в рабочей среде, крайние показатели нередко становятся единственно возможными. В таких случаях и применяются нормативы с допустимыми значениями. При их соблюдении исключается риск серьезных отклонений в здоровье сотрудников, но влияние на конкретные и общие ощущения в виде дискомфорта, появления плохого самочувствия и снижения работоспособности все-таки возможны. Например, допустимые значения температуры воздушной среды в зависимости от характера рабочего процесса могут составлять от 3 до 5°C, что иногда вызывает дискомфорт, если не предусмотрены специальные средства индивидуальной защиты.

Средства измерения параметров микроклимата

Чтобы определить показатели условий микроклимата, необходимо использовать соответствующие измерительные приборы. Традиционным устройством для контроля температурного режима является термометр, но могут применяться и термографы, с помощью которых фиксируются показатели в определенном промежутке времени. Более широкий перечень устройств используется для определения влажности, на которую также распространяются требования к микроклимату помещений в виде конкретных величин. Это могут быть стационарные и аспирационные а также барометры - анероиды, применяемые и в измерении атмосферного давления.

Профилактика неблагоприятного влияния

Как уже отмечалось, придерживаться требований к микроклимату не всегда возможно, и отклонение от допустимых показателей требует проведения профилактических мероприятий, направленных на устранение вредного влияния. Реализуются они разными средствами, в том числе за счет использования систем воздушного кондиционирования, применения индивидуальных защитных средств от влияния низких и высоких температур и т. д. Поскольку микроклимат - это состояние среды, которая может быть локальной на объекте, нередко практикуется дифференциация помещений на предприятиях в зависимости от характеристик воздуха. Это позволяет обустраивать специальные комнаты отдыха, в которых рабочие нормализуют состояние своего организма.