Calculul stării termice a corpului și determinarea condițiilor microclimatice confortabile de lucru
G.V. Fedorovich, A.L. Petrukhin
Calculul stării termice a corpului și determinarea confortului conditii microclimatice muncă.
Puteți lăsa comentariile, feedback-ul și opiniile dvs. despre funcționarea calculatorului pe site-ul nostru. În capitolul .
Principii de lucru detaliate în ghidul de mai jos.
1.1. Scopul calculatorului:- monitorizarea starii conditiilor de munca ale salariatului pentru respectarea prevederilor aplicabile reguli sanitare si norme, igienice - stabilirea prioritatii de realizare măsuri preventiveși evaluarea eficacității acestora; - intocmirea unei caracteristici sanitare si igienice a conditiilor de munca ale unui angajat; - analiza relației dintre modificările stării de sănătate a unui angajat și condițiile sale de muncă (în timpul examinărilor medicale periodice, o examinare specială pentru clarificarea diagnosticului); - investigarea cazurilor de boli profesionale, intoxicații și alte probleme de sănătate legate de muncă.
1.2. Calculatorul poate fi folosit:- organele și instituțiile Serviciului Federal de Supraveghere a Protecției Drepturilor Consumatorului și Bunăstarea Umanului în exercitarea controlului asupra implementării regulilor și reglementărilor sanitare, a standardelor de igienă la locul de muncă și a monitorizării sociale și igienice; - organizatii acreditate sa efectueze lucrari de evaluare a conditiilor de munca; - centre de patologie a muncii si medicina muncii, policlinici si alte institutii medicale si preventive care asigura asistenta medicala angajatilor; - angajatorii si angajatii pentru informatii despre conditiile de munca la locul de munca; - organele de asigurări sociale și medicale.
2.1. Axiomatica. Principiile de bază ale evaluării igienice a parametrilor microclimatului și legătura lor cu criteriile stării termice a unei persoane sunt formulate mai jos. Contribuția proceselor din corp și din mediu la schimbul de căldură la granița dintre ele poate fi descrisă numai în termeni inerenți proceselor de schimb de căldură în sine - temperatura mediului și suprafața pielii, rata de evaporarea umidității de la suprafață etc. Alți parametri decât cei care pot fi exprimați în termeni de variabile termodinamice de rutină nu trebuie utilizați. Reacția corpului poate fi doar un răspuns la informațiile pe care le primește de la receptorii săi de temperatură și numai din acele locuri (de la suprafața pielii) unde acești receptori sunt prezenți. Definițiile fluxurilor de căldură și ale condițiilor de echilibru termic în sine nu conțin estimări ale parametrilor de microclimat. Categoriile de evaluare sunt incluse în procedura de analiză pe lângă considerentele de echilibru. Trebuie avut în vedere faptul că mecanismele de adaptare ale organismului sunt foarte eficiente și pot menține echilibrul termic pentru un timp suficient de lung într-o gamă largă de modificări ale condițiilor externe. Sentimentele de confort sau disconfort apar ca urmare a tensiunii mai mici sau mai mari a acestor mecanisme. Estimările cantitative ale gradului de intensitate al mecanismelor de adaptare se pot baza doar pe acei parametri și pot fi descrise în termeni care descriu procesele de transfer de căldură în sine. Astfel, valoarea raporturilor de echilibru pentru căldura produsă și pierdută de organism constă în faptul că numai parametrii incluși în aceste rapoarte pot fi utilizați pentru comparație cu aprecierile subiective ale microclimatului.
2.2. Consum de energie: eliberare și pierdere de energie.Activitatea umană se caracterizează prin mai multe tipuri de putere eliberată:
- Viteza de eliberare a căldurii metabolice totale etaj W- eliberare totală de energie din toate sursele - procese chimice și activitate musculară.
- Rata de eliberare a căldurii metabolice a metabolismului principal (de fundal) în organism w o(≈ 90 W la un adult).
- Rata de eliberare a căldurii suplimentare asociată cu munca efectuată W adaugă. Este evident că W adăugați \u003d W etaj - W o
- Puterea mecanică dezvoltată de mușchi W blană. Ultimele două valori sunt interconectate de eficiența mușchilor h = W mech / W extra. În ciuda oarecare convenționalitate a introducerii acestui coeficient (variază de la persoană la persoană, depinde de tip munca mecanica, starea generală a corpului etc.), este indicat să se folosească în calcule, în timp ce poate fi considerat egal cu ≈ 0,2. Clasament de căldură W tep, eliberat la un anumit nivel de activitate musculara, poate fi obtinut din rapoarte destul de evidente
| Wtep = Wo+ Wadd-Wmech = Wo+(1-h)* Wadd. | (1) |
Această cantitate este inclusă în ecuațiile bilanţului termic, în timp ce în documente normative pentru a caracteriza categoria de muncă din punct de vedere al consumului de energie (vezi mai jos paragraful 2.3), se utilizează valoarea etaj W.
1. Categorie In absenta includ lucrări cu o intensitate a consumului de energie de până la 139 W, efectuate stând în picioare și însoțite de stres fizic ușor (o serie de profesii în instrumente de precizie și întreprinderi de inginerie, în ceasornicarie, producție de îmbrăcăminte, în management etc.).
2. Categorie Ib includ lucrări cu o intensitate a consumului de energie de 140-174 W, efectuate stând, stând în picioare sau mers și însoțite de un anumit stres fizic (o serie de profesii în industria tipografică, în întreprinderi de comunicații, controlori, meșteri în diverse tipuri de producție, etc.).
3. Categorie IIa includ munca cu o intensitate a consumului de energie de 175-232 W, asociate cu mersul constant, mutarea produselor sau obiectelor mici (până la 1 kg) în poziție în picioare sau așezat și care necesită un anumit efort fizic (un număr de profesii în montaj mecanic magazine ale întreprinderilor de construcții de mașini, în producția de filare și țesut etc.).
4. Categorie IIb includ lucrări cu o intensitate de consum de energie de 233-290 W asociate cu mersul, deplasarea și transportul de sarcini de până la 10 kg și însoțite de stres fizic moderat (un număr de profesii în turnătorie mecanizată, laminare, forjare, termică, ateliere de sudură de mașini). -intreprinderi de constructii si metalurgice etc.).
5. Categorie III includ munca cu o intensitate energetică mai mare de 290 W, asociată cu o mișcare constantă, mișcare și transport de greutăți semnificative (peste 10 kg) și care necesită un efort fizic mare (un număr de profesii în fierarii cu forjare manuală, turnătorii cu umplutură manuală și turnare de baloane ale întreprinderilor de construcții de mașini și metalurgice etc.).
2.4. Principalele canale de transfer de căldură.Organismul poate regla (în anumite limite) intensitatea pierderilor de căldură prin diverse canale și le poate „porni” în diverse combinații, în funcție de situație: intensitatea muncii, parametrii de mediu, gradul de izolare termică a corpului etc. (pentru mai multe detalii, vezi).
Transferul de căldură la plămâni. Fiziologia respirației este descrisă în detaliu în multe lucrări (vezi, de exemplu). Schimbul de căldură și umiditate în timpul respirației este un proces complex în care aerul inhalat este umezit și încălzit (sau răcit) în tractul respirator superior, iar aerul expirat este uscat și răcit (sau încălzit). Procesul este aproape ciclic. Pierderea de căldură în timpul respirației se datorează abaterilor de la ciclicitate - presiunea parțială a vaporilor de apă în aerul expirat este mai mare decât în aerul inspirat, aceasta consumă căldura latentă de vaporizare.La calcul, ar trebui să utilizați o dependență de regresie liniară multiplă a rata de pierdere a umidității în timpul respirației pe parametrii meteorologici (temperatura și umiditatea aerului), precum și din caracteristicile fiziologice ale corpului (ritmul respirator, volumul mare), obținuți în muncă. Recalcularea la parametrii incluși direct în ecuațiile de echilibru se efectuează în carte. Dependența pierderii de căldură în timpul respirației Wleg de intensitatea activității musculare și a parametrilor aerului - temperatura ta și umiditatea absolută aa este determinată de formula: / m 3, γp \u003d 12. Proporția eliberării de energie suplimentară datorată activității musculare este notă cu ω: ω = Wadd/Wo , iar funcția γ(ω) = 1 + ω*(0,5 + ω) interpolează o creștere a ratei ventilației pulmonare cu o creștere în activitatea musculară. Valoarea Wleg ar trebui să fie scăzută din puterea termică Wtherm atunci când se calculează pierderile de căldură de la suprafața corpului. Datorită schimbului de căldură la interfață, pielea - suprafata interioara hainele ar trebui să primească putere Wpol - Wleg. Recalculând puterea pe unitatea de suprafață corporală, obținem densitatea fluxului de căldură Aici S ≈ 2 m 2 - aria suprafeței corpului unui adult. Fluxul cu densitatea Jko trebuie asigurat prin schimb de căldură conductiv între piele și îmbrăcăminte. Îmbrăcăminte pentru piele cu schimb de căldură conductiv. Debitul Jco de căldură prin haine este determinat de diferența de temperatură dintre pielea tk și suprafața hainelor tp și rezistența termică a hainelor Iclo: , unde ι = 0,155 °C * m 2 / W este coeficientul de conversie. unități convenționale Clo în rezistența termică reală a hainelor. Pierderea de căldură de la suprafața îmbrăcămintei. Canalele de schimb de căldură conductive și radiative funcționează pe suprafața îmbrăcămintei. Schimb de căldură conductiv cu mediu inconjurator, este proporțională cu diferența de temperatură dintre suprafața îmbrăcămintei și aer: aici valoarea vitezei aerului Va este substituită în unități de m/s. Un alt canal de schimb de căldură pe suprafața îmbrăcămintei este schimbul de căldură datorită radiației și absorbției energiei radiante. Dacă densitatea fluxului de energie radiantă incidentă pe suprafață este prezentată sub formă de radiație), atunci fluxul de căldură de la suprafața îmbrăcămintei va avea forma
| Jrad \u003d εpo * σ * (Tp 4 - Trad 4) | (8) |
| Wpot= Kk*S*(1 - RH*exp[ (tv - tk)/ la ]) | (9) |
2.5. Caracteristicile fiziologice ale stării termice a corpului.
Sunt utilizate date generalizate despre modificările parametrilor fiziologici în timpul activității musculare, date în carte. Pentru a asigura starea termică normală a organismului, trebuie respectate anumite relații între intensitatea activității musculare (determinată, de exemplu, de valoarea puterii mecanice Wmech sau de valoarea degajării totale de energie Wpol, legată în mod unic de aceasta prin relația (1) și astfel de reacții fiziologice ale corpului, cum ar fi cantitatea de umiditate pierdută și temperatura medie ponderată a pielii (STC). Există două moduri de funcționare a sistemelor de termoreglare. Una dintre ele este „naturală” pentru organism, în timp ce persoana se simte confortabil. Condițiile externe care asigură o astfel de stare sunt definite ca fiind optime. Pentru a asigura un regim de temperatură normal în condiții externe neoptimale, sistemele de reglare ale corpului încep să funcționeze cu o anumită tensiune a capacităților lor. Totuși, dacă condițiile externe nu sunt prea diferite de cele optime, tensiunea sistemelor termostatice este suficientă pentru a menține echilibrul termic. Concretizarea acestei descrieri calitative a stării termice a corpului este dată mai jos. Tabelul 1.
Indicatori ai stării termice a unei persoane, care stau la baza dezvoltării cerințelor pentru parametrii microclimatului optim.
| Natura muncii | Consumul de energie Wpol, W | Pierderea de umiditate, Q, g/h | SVTK, °С |
| Lumina, categoria Ia | până la 139 | 40-60 | 32,2 - 34,4 |
| Lumină, categoria I b | 140-174 | 61-100 | 32,0 - 34,1 |
| Mediu, categoria IIa | 175-232 | 80-150 | 31,2 - 33,0 |
| Mediu, categoria IIb | 233-290 | 100-190 | 30,1 - 32,8 |
| Grea, categoria III | 291 - 340 | 120-250 | 29,1 - 31,0 |
Împărțirea valorilor pierderii de umiditate și SVTK se datorează faptului că acestea sunt legate de gama de energie consumată.
Fig.1. Rata de pierdere a umidității corespunzătoare stării confortabile a corpului (linia de mijloc) și tensiunea admisă a sistemelor de termoreglare (linii extreme).
În Fig.1, datele din Tabelul 1 privind pierderea de umiditate a corpului sunt prezentate în formă grafică. În interiorul dreptunghiurilor, conform datelor din tabelul 1, indicatorii stării termice a unei persoane corespund celor confortabili. Limitele tensiunilor admisibile ale sistemului de termoreglare sunt determinate de liniile drepte superioare și inferioare de pe plan (W,Q). În afara limitelor definite de aceste linii, sistemele de termoreglare sunt suprasolicitate și începe supraîncălzirea sau hipotermia organismului. Pentru calcule, puteți utiliza interpolarea dependenței pierderii de umiditate Q de consumul de energie W de forma Recalcularea la energia cheltuită pentru evaporarea transpirației oferă o formulă similară, în care coeficientul K = r * k este 0,26 pentru limita inferioară a valorilor permise, 0,39 pentru optim și 0,61 pentru limita superioară a valorilor admisibile. Grafice similare pentru temperatura medie ponderată a pielii tk în funcție de consumul de energie Wpol sunt prezentate în Fig.2.
Fig.2. Temperatura medie ponderată a pielii corespunzătoare stării confortabile a corpului (linia mijlocie) și stresului admisibil al sistemelor de termoreglare (linii extreme).
Se poate observa că, spre deosebire de rata de pierdere a umidității, care crește odată cu consumul de energie, temperatura pielii scade odată cu creșterea Wpol. Acest lucru este destul de așteptat, pentru că. cu cât producția de căldură este mai mare, cu atât mai intensă ar trebui să fie îndepărtarea acesteia din părțile interne ale organismului la suprafață. Pentru aceasta (la o temperatură constantă organe interne) necesită o scădere a temperaturii pielii. Pentru calcule, este posibil să se utilizeze interpolarea dependenței SVTC de consumul de energie Wpol de forma , unde scala de temperatură t1 este egală cu 33,1 °С pentru limita inferioară a valorilor admisibile, 35,4 °С pentru optim și 36,5 °С pentru limita superioară a valorilor admisibile. Pentru scara de putere W1, valorile corespunzătoare sunt 2739W, 2185W și, respectiv, 3094W. Dacă capacitățile de reglementare ale sistemelor de întreținere a echilibrului termic nu sunt suficiente, entalpia (conținutul de căldură) al corpului începe să se schimbe. Acest lucru duce la disconfort și, cu variații mari de entalpie - la tulburări de sănătate cauzate profesional. Pentru un microclimat de încălzire, relația dintre excesul de entalpie și clasa condițiilor de muncă, precum și cu o evaluare descriptivă a riscului de supraîncălzire a corpului, este prezentată în Tabelul 2. Masa 2.
Efectele nocive ale excesului de entalpie corporală asupra sănătății lucrătorilor.
În mod similar, efectele nocive ale condițiilor microclimatice cresc atunci când organismul este suprarăcit. Pentru un microclimat de răcire, relația dintre deficitul de entalpie și clasa condițiilor de muncă este prezentată în Tabelul 3. Tabelul 3
Efectele nocive ale deficitului de entalpie corporală asupra sănătății lucrătorilor
Evaluarea calitativă a riscurilor coincide cu datele din Tabelul 2 pentru clasele corespunzătoare de condiții de muncă. Datele prezentate în tabelele 1 - 3, împreună cu algoritmii descriși mai sus pentru calcularea schimbului de căldură al corpului cu mediul extern, stau la baza evaluării condițiilor de lucru pe baza rezultatelor măsurătorilor parametrilor microclimatici reali ai mediului de producție. .
3. Indicatori controlați ai microclimatului.
Din rapoartele date la paragraful 2.4 de mai sus, rezultă că atunci când se studiază starea termică a unei persoane, trebuie măsurați următorii parametri de microclimat:
temperatura aerului Ta;
umiditatea relativă a aerului RH;
viteza aerului Va;
intensitatea iradierii termice IR;
Rolul relativ al parametrilor enumerați nu este același. Temperatura aerului intră direct în ecuațiile de echilibru termic. Scara caracteristică a variațiilor de temperatură, judecând după datele prezentate în tabelul 1, este de câteva zecimi de grad. Aceasta corespunde unei incertitudini relative de ≈ 10 -3 (0,1%) și stabilește eroarea admisibilă a echipamentului de măsurare. Umiditate relativă RH aer determină cantitatea de pierdere de căldură pulmonară. Această valoare este o mică fracțiune (nu mai mult de 25%) din transferul de căldură prin canalul de pierdere de căldură conductiv, conform formulei (2), valoarea relativă a termenului proporțional cu umiditatea aerului nu este mai mare de 20% din valoare. dintre termenii rămași. Aceste circumstanțe determină cerințele scăzute pentru măsurarea umidității relative. O eroare de 5 - 10% este destul de acceptabilă pentru măsurarea umidității relative. Viteza mișcării aerului determină direct coeficientul de transfer de căldură de la suprafața îmbrăcămintei conform formulei (7). Deoarece incertitudinea diferenței de temperatură dintre aer și suprafața îmbrăcămintei poate fi de câteva procente, atunci, în consecință, cerințele sunt ≈ 5-10% pentru eroare relativă măsurătorile vitezei oferă o rigoare suficientă de măsurare. Estimarea intensității expunerii termice introduce cea mai mare incertitudine în calculele influenței microclimatului asupra stării termice a corpului muncitorului. Cea mai fiabilă modalitate de a măsura această valoare este utilizarea unui termometru cu balon.
3.1. Măsurarea valorii efective a expunerii termice.Fluxul de căldură datorat radiației infraroșii este o mărime vectorială. În consecință, senzorii utilizați în instrumentele de măsură pot fi fie direcționali, fie izotropi. Aproape toate dispozitivele utilizate în practica casnică de control sanitar și igienic sunt radiometre IR cu unghi de vizualizare limitat. Aceste dispozitive cu senzori direcționali pot fi utilizate pentru măsurarea fluxurilor de radiații termice din surse cu dimensiuni unghiulare mici care se încadrează complet în câmpul vizual al radiometrului. În cazul unei surse mari, sau dacă există mai multe surse și iradierea are loc din mai multe direcții, prelucrarea rezultatelor măsurătorilor este o sarcină nebanală care nu are întotdeauna o soluție corectă. Problema este practic de nerezolvat pentru sursele nestaționare (de exemplu, în mișcare). Termometrul cu bile (sfera Vernon) este un instrument cu sensibilitate izotropă, cel mai potrivit pentru măsurarea expunerii termice integrale (comprehensive). Algoritmul corespunzător pentru conversia rezultatelor măsurătorilor de temperatură în expunere termică integrală este descris în. O astfel de recalculare se bazează pe ecuația de echilibru a fluxului de căldură pentru sferă.Această valoare ar trebui utilizată atunci când se evaluează starea termică a corpului. Relația (16) determină efectul termic al radiației IR prin temperaturi bine măsurabile ale sferei Tg și aerului Ta, cu toate acestea, include și temperatura suprafeței îmbrăcămintei Tc, a cărei măsurare este mult mai dificilă: trebuie să fie măsurată în mai multe locuri de îmbrăcăminte cu media ulterioară a rezultatelor. Pierzând oarecum în precizie, putem înlocui temperatura Tc din (16) cu temperatura aerului Ta. Acest lucru duce la o simplificare semnificativă a procedurii de monitorizare a parametrilor microclimatului. Rezultatul unei astfel de înlocuiri are semnificația unui flux eficient de radiație termică, el este cel care este supus raționalizării igienice.
| ΔJ \u003d ε * σ * (T g 4 -T a 4) + h c * (T g -T a) | (17) |
Fluxuri de iradiere termică corespunzătoare diferenței Δt a temperaturilor aerului ta și termometrului cu bilă
|
ta |
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 |
| ΔJ \u003d * (T g -T a) | (18) |
4. Alegerea îmbrăcămintei ca mijloc de protecție individuală împotriva efectelor adverse ale parametrilor meteorologici.
Recomandări rezonabile pentru alegerea îmbrăcămintei care să asigure un lucru confortabil în realitate conditii de lucru, reprezintă un punct important de cercetare sanitară și igienă la locul de muncă și controlul producției. Datorită alegerea potrivitaîmbrăcămintea poate îmbunătăți semnificativ condițiile de muncă și poate reduce riscurile profesionale fără a schimba mediul de lucru. Pentru aceasta însă, recomandările trebuie să fie fundamentate convingător prin rezultatele calculelor schimbului de căldură al organismului cu mediul.
Materialele articolelor 2-3 indică faptul că cele două canale principale de schimb de căldură cu mediul - radiația și conductiv - determină starea termică a corpului (vezi, de exemplu, expresia (17) pentru viteza de încălzire). Pentru a determina împotriva ce EIP ar trebui să se protejeze, este necesar să se evalueze rolul relativ al canalelor de transfer de căldură menționate.
Estimările pot fi făcute folosind relația (16), în care diferența dintre puterile a patra de temperatură este estimată prin diferența de temperaturi în sine (vezi mai sus trecerea de la (17) la (18)). Cu alte cuvinte, atunci când temperatura radiației depășește normalul temperatura camerei, ar trebui protejat de expunerea termică excesivă, iar la temperaturi mai scăzute de radiație - de supraîncălzire sau hipotermie a corpului din cauza transferului de căldură conductiv.
4.2. Salopete din țesătură care reflectă căldura pentru „magazine fierbinți”.
Îmbrăcămintea de protecție termică oferă protecție pentru lucrătorii care lucrează în magazine fierbinți împotriva scânteilor, calcarului, stropilor de metal topit, căldurii radiante. Gama unor astfel de salopete este reprezentată de costume, șorțuri, mănuși, salopete. Pentru fabricarea salopetelor se folosesc țesături de in și bumbac cu impregnări ignifuge. Majoritatea acestor țesături au o suprafață suficient de densă și netedă, de pe care scântei și stropi de metal topit se desprind cu ușurință. Pentru a reflecta căldura radiantă, se folosesc materiale non-textile cu acoperit cu aluminiu.
Costumele pentru lucru în magazine fierbinți sunt realizate conform GOST 9402-70 (bărbați) și conform GOST 9401-70 (femei). Designul acestor costume poate fi construit pe baza bazei de proiectare a variantei a doua și a treia a primului grup de produse de îmbrăcăminte de lucru. Acest tip de îmbrăcăminte este destinat lucrătorilor de diverse profesii (oțel, asistent de oțel, macaragiu, role, cazan, turnător, fierar etc.). Costumul este utilizat atunci când se lucrează în ateliere cu vatră deschisă, topire a oțelului, laminare, turnătorie-cazană și fierărie, în care temperatura la locul de muncă ajunge la + 50 ° C, iar intensitatea expunerii la căldură radiantă este de până la 18- 20 cal / (cm2min).
Recomandările rezonabile privind alegerea îmbrăcămintei care asigură o muncă confortabilă în condiții de producție reale reprezintă un punct important în cercetarea sanitară și igienă în timpul locurilor de muncă automatizate și al controlului producției.
Alegând îmbrăcămintea potrivită, puteți îmbunătăți semnificativ condițiile de muncă și puteți reduce riscurile profesionale fără a schimba mediul de lucru. Pentru aceasta însă, recomandările trebuie să fie fundamentate convingător prin rezultatele calculelor schimbului de căldură al organismului cu mediul. În funcție de obiectivele unor astfel de calcule (cerințe pentru parametrii de microclimat, restricții privind consumul de energie, calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei etc.), ar trebui selectate un algoritm și o secvență de analiză a canalelor individuale de schimb de căldură. Utilizarea unui termometru cu bile simplifică și rafinează foarte mult calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei care oferă protecție individuală împotriva efectelor adverse ale condițiilor microclimatice.
Dacă inițial este stabilită de consumul total de energie Wpol, pentru calculele transferului de căldură, puterea mecanică Wmech, pierderea de căldură pentru evaporarea transpirației Wpot și pierderea de căldură în timpul respirației Wleg ar trebui să fie scăzute din ele. Puterea rămasă Wh = Wpol - Wpot - Wleg trebuie disipată prin îmbrăcăminte. Fluxul termic corespunzător J este dat de formulele:
| J \u003d W h ⁄ S \u003d (t s - t c) ⁄ Iclo | (21) |
Cercetările privind fiziologia termoreglării arată că pentru fiecare nivel al consumului de energie există o valoare determinată fiziologic temperatura optima piele ts, astfel încât dacă determinăm temperatura suprafeței îmbrăcămintei tс, atunci din ecuația (16) putem determina valoarea rezistenței termice a îmbrăcămintei Iclo, cu condiția conditii optime lucrează cu consumul total de energie dat Wpol. Pentru determinarea tc, ecuația transferului de căldură se rezolvă ținând cont de canalele conductoare și radiative de transfer de căldură de pe suprafața îmbrăcămintei: prin rezolvarea cărora determinăm temperatura Tc a suprafeței îmbrăcămintei, după care se determină Iclo din (21).
Coeficientul de transfer de căldură hg de la suprafața sferei Vernon este determinat atât de proiectarea sferei (diametrul acesteia), cât și de parametrii meteorologici (viteza aerului, temperatură etc.). Este posibil să alegeți o sferă pentru care acest coeficient să fie egal cu coeficientul de transfer termic hcc al suprafeței îmbrăcămintei. În acest caz, temperatura aerului Ta nu este inclusă în ecuația pentru determinarea temperaturii suprafeței îmbrăcămintei Tc - citirile unui termometru cu bilă sunt suficiente pentru a determina Tc. Acest lucru simplifică foarte mult calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei care asigură condiții confortabile de lucru.
În orice caz, folosirea îmbrăcămintei cu rezistență termică corect calculată este un exemplu de selecție eficientă a echipamentului individual de protecție împotriva efectelor adverse ale condițiilor microclimatice. Un exemplu de calcule specifice care demonstrează cât de mult pot fi îmbunătățite condițiile de muncă în acest fel este dat în lucrare. Este destul de realist să reduceți clasa de pericol cu 2-3 puncte.
5. Algoritmi pentru prelucrarea rezultatelor măsurătorilor.
5.1.
Ecuațiile date la paragrafele 2-4 pot fi folosite pentru a rezolva diverse probleme legate de optimizarea schimbului de căldură între corpul lucrătorului și mediu. Rezultatele unor astfel de calcule conduc la o „neclară” a graniței dintre microclimatul de încălzire și de răcire. Se poate demonstra că, în funcție de cantitatea de energie consumată, de calitatea îmbrăcămintei și de alți factori, lucrul într-un mediu cu aceiași parametri microclimatici poate duce în unele cazuri la supraîncălzirea organismului, iar în altele la hipotermie. Această împrejurare este ilustrată de date tabelul 5.
Tabelul 5
Viteza de acumulare a entalpiei dH ⁄ dt (kJ ⁄ kg ⁄ oră) la efectuarea lucrărilor cu consum total de energie Wpol (W) efectuate în haine cu rezistență termică Clo (c.u.)
| Clo Wpol |
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 |
La construirea acestui tabel s-au luat următorii parametri de mediu: temperatura aerului ta = 20°C, temperatura termometrului cu bilă tg = 23 oC, umiditatea relativă a aerului RH = 50%, viteza aerului Va = 0,25 m/s, coeficientul de absorbție termică. radiația de la suprafața hainelor ε = 0,3, greutatea lucrătorului 75 kg.
Se poate observa că atunci când se execută chiar și o muncă destul de grea (cu consum de energie de până la 200 W) în îmbrăcăminte ușoară, corpul se poate suprarăci (dH ⁄ dt< 0), т.е. этот микроклимат будет охлаждающим, но при выполнении работы в одежде с большим термосопротивлением (Clo >1) se poate observa supraîncălzirea corpului (dH ⁄ dt > 0), adică. același microclimat ar trebui recunoscut ca încălzire.
5.2.
Calculul bilanţului termic poate fi utilizat pentru a selecta îmbrăcăminte care oferă condiţii de lucru confortabile sau cel puţin acceptabile. Ca exemplu de rezultate ale unui astfel de calcul, pot fi citate datele cuprinse în Tabelul 6.
În calcule, s-a presupus că iradierea termică duce la faptul că temperatura termometrului cu balon este cu 2,5°C mai mare decât temperatura aerului. Umiditatea relativă a aerului a fost presupusă a fi de 35%, viteza aerului Va = 0,25 m/s, gradul de non-înnegrire a suprafeței îmbrăcămintei în regiunea IR a spectrului ε ≈ 0,2.
Tabelul 6
Rezistența termică (Clo) a îmbrăcămintei care asigură condiții optime și acceptabile de lucru cu un anumit consum de energie W (W) la o anumită temperatură a aerului 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 | <0 | |
| 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 | <0 | <0 | |
| 140 | 1,41 | 1,13 | 0,88 | 0,64 | 0,42 | 0,21 |
| 1,04 | 0,78 | 0,53 | 0,31 | 0,1 | <0 | |
| 0,76 | 0,5 | 0,27 | 0,06 | <0 | <0 | |
| 160 | 1,18 | 0,92 | 0,69 | 0,48 | 0,28 | 0,1 |
| 0,82 | 0,58 | 0,36 | 0,16; | <0 | <0 | |
| 0,56 | 0,34 | 0,13 | <0 | <0 | <0 | |
| 180 | 0,97 | 0,74 | 0,53 | 0,34 | 0,16 | <0 |
| 0,63 | 0,41 | 0,22 | 0,04 | <0 | <0 | |
| 0,4 | 0,19 | 0,01 | <0 | <0 | <0 | |
| 200 | 0,79 | 0,58 | 0,38 | 0,21 | 0,05 | <0 |
| 0,46 | 0,26 | 0,09 | <0 | <0 | <0 | |
| 0,25 | 0,07 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 220 | 0,62 | 0,43 | 0,25 | 0,1 | <0 | <0 |
| 0,31 | 0,13 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 0,12 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 240 | 0.46 | 0.29 | 0.13 | <0 | <0 | <0 |
| 0.17 | 0,01 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 260 | 0.32 | 0.16 | <0 | <0 | <0 | <0 |
| 0,04 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 280 | 0.18 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 |
În tabelul 6, fiecare combinație de parametri (W, ta) corespunde la trei valori ale rezistenței termice a îmbrăcămintei. Valoarea medie corespunde stării optime a corpului: temperatura optimă a pielii și transpirația optimă (vezi paragrafele 2-4 de mai sus). Valorile extreme ale Clo corespund tensiunii admisibile a sistemelor de termoreglare ale corpului: cea superioară corespunde temperaturilor minime ale pielii și transpirației, cea inferioară corespunde valorilor maxime ale acestor parametri.
Modul de interpretare a acestor rezultate poate fi ilustrat prin exemplul de lucru cu 100 W la 16°C (triada din stânga sus în tabel). Condițiile de lucru în hainele cu rezistență termică de la 2,06 Clo până la 1,3 Clo sunt acceptabile, iar dacă Clo se apropie de 1,7, condițiile vor fi optime. RTD-urile negative nu sunt posibile pentru îmbrăcămintea obișnuită, astfel încât celulele corespunzătoare din Tabelul 5 ar trebui interpretate ca „îngustând” intervalele de posibile RTD-uri pentru îmbrăcăminte. De exemplu, atunci când se lucrează cu un consum de energie de 100 W la o temperatură de 26 ° C (triada dreapta sus în tabel), condițiile permise sunt limitate de rezistențele îmbrăcămintei de la 0,49 la 0 (fără îmbrăcăminte) și îmbrăcămintea cu Clo = 0,16 creează condiții optime de lucru.
Cu o creștere a consumului de energie, rezistența termică admisă a îmbrăcămintei scade, de exemplu, la W = 200 W și ta = 16 ° C, rezistența termică în intervalul de la 0,25 la 0,79 Clo (optim 0,46 Clo) este acceptabilă. La o temperatură a aerului de 26 ° C, este imposibil să alegeți haine pentru a crea condiții de lucru acceptabile. Un astfel de microclimat poate fi numit absolut încălzire pentru lucru cu un consum de energie de 200 de wați. La ta = 22°C, îmbrăcămintea cu rezistență termică până la ≈ 0,2 Clo asigură condiții de lucru acceptabile, dar este imposibil să se asigure condiții optime doar selectând rezistența termică a îmbrăcămintei.
5.3.
Funcționarea la temperaturi scăzute a aerului poate fi optimizată prin utilizarea încălzitoarelor cu infraroșu. Selectarea valorilor cerute ale expunerii termice se poate face și pe baza raporturilor de echilibru din clauza 3.4. Rezultatele calculelor corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul 7. Calculele presupuse: temperatura aerului 12,5°C; umiditatea relativă a aerului RH = 35%; viteza aerului Va = 0,25 m/s; gradul de non-înnegrire a suprafeței îmbrăcămintei în regiunea IR a spectrului ε ≈ 0,4.
Structuri de date în celulele din tabelul 6 și din tabelul 5. Sunt asemănătoare.
Datele prezentate indică faptul că la un consum redus de energie (de exemplu, la W = 100 W), iradierea termică a unei persoane îmbrăcate lejer (Clo ≈ 0,4) ar trebui să fie la nivelul de 320 W/m2, totuși, dacă rezistența termică de îmbrăcăminte este suficient de mare (Clo ≈ 2,4), practic nu este necesară iradierea suplimentară. Pentru lucrările cu consum mare de energie (de exemplu, la W = 200 W), este necesară încălzirea suplimentară (la nivelul de 170 W/m2) numai pentru lucrătorii îmbrăcați ușor, dar chiar și cu rezistența termică a îmbrăcămintei Clo ≈ 1, absența expunerea termică suplimentară va fi optimă. Rezultatele negative ale calculelor de iradiere termică la un consum mare de energie indică necesitatea răcirii suplimentare. De exemplu, dacă W = 300 W, numai îmbrăcăminte ușoară (cu Clo< 0,5) может обеспечить допустимые (но не оптимальные) условия труда. Для одежды с большим термосопротивлением работа с W = 300 Вт будет приводить к недопустимому перегреву организма. Единственная возможная защита от перегрева в этом случае - ограничение времени работы, с тем, чтобы дополнительная энтальпия не превышала допустимых величин (см. выше п.2.5).
Tabelul 7
| Intensitatea iradierii termice (W/m 2), necesară pentru menținerea echilibrului termic atunci când se efectuează lucrări cu costuri energetice W (W) în hainele cu rezistență termică Сlo | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | |
| L (W) | ||||||
| 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 | < 0 | |
| 120 | 360,7 | 289,19 | 218,37 | 148,22 | 78,73 | 9,88 |
| 292,07 | 220,9 | 150,42 | 80,6 | 11,43 | < 0 | |
| 235,19 | 164,38 | 94,24 | 24,77 | < 0 | < 0 | |
| 140 | 340,74 | 259,01 | 178,19 | 98,23 | 19,13 | < 0 |
| 264,8 | 183,49 | 103,06 | 23,5 | < 0 | < 0 | |
| 206,5 | 125,58 | 45,53 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 160 | 319,54< 0 | 227,23 | 136,05 | 45,99 | < 0 | < 0 |
| 236,3 | 144,48 | 53,78 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 176,58 | 85,17 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 180 | 295,92 | 192,25 | 90,01 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 205,4 | 102,3 | 0,61 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 144,25 | 41,59 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 200 | 268,39 | 152,11 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 170,6 | 54,98 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 108,02 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 220 | 235,2 | 104,48 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 130,16 | 0,22 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 66,15 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 240 | 194,31 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 82,05 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 16,6 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 260 | 143,39 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 23,95 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | <0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 280 | 79,87 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 300 | 0,89 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
6. Literatură
1. Timofeeva E.I., Fedorovich G.V. Monitorizarea ecologică a parametrilor microclimatului. M., NTM-Protection, 2007, 212 p.
2. Ivanov K.P. etc.Fiziologia termoreglarii. L, Nauka, 1984, 470 p.
3. Krichagin V.I. Principiile unei evaluări obiective a stării termice a organismului. - In carte. Medicina aviatica si spatiala (sub redactia Parin V.V.).-M. 1963. p. 310-314.
4. Breslav I.S., Isaev G.G. (ed.). Fiziologia respirației - Sankt Petersburg, Nauka, 1994, 680 p.
5. Ergonomia mediului termic - Determinarea analitică și interpretarea confortului termic folosind calculul indicilor PMV și PPD și criteriile locale de confort termic” ISO 7730:2005(E).
6. Hirs D., Pound G., Evaporation and Condensation, (tradus din engleză), IIL, M., 1966.
7. Fedorovich G.V. Parametrii de microclimat care asigură condiții confortabile de lucru. // Biot - 2010 - №1 - p.75
Starea mediului aerian al spațiilor industriale se caracterizează prin gradul de puritate a aerului și condițiile meteorologice - microclimatul spațiilor industriale.
Microclimatul spațiilor industriale - m condițiile meteorologice ale mediului intern al acestor incinte, care sunt determinate de combinațiile de temperatură, umiditate, viteza aerului și radiația termică care acționează asupra corpului uman.
Expunerea prelungită a unei persoane la condiții meteorologice nefavorabile îi agravează brusc starea de sănătate, reduce productivitatea muncii și duce adesea la diferite boli.
Cerințele pentru parametrii microclimatului industrial sunt stabilite de GOST 12.1.005-88 „Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru” și SanPiN 2.2.4 548-96 „Cerințe igienice pentru microclimatul spațiilor industriale”.
Cerințele igienice pentru indicatorii microclimatului locurilor de muncă ale spațiilor industriale sunt stabilite ținând cont de intensitatea consumului de energie al lucrătorilor, timpul de lucru, perioada anului.
Indicatorii de microclimat ar trebui să asigure păstrarea echilibrului termic al unei persoane cu mediul înconjurător și menținerea unui echilibru termic optim sau acceptabil al unei persoane.
Pentru a evalua aclimatizarea corpului uman în diferite perioade ale anului, sunt introduse conceptele de perioade reci și calde ale anului.
Perioada rece a anului- perioada anului, caracterizată printr-o temperatură medie zilnică a aerului exterior, egală cu + 10 grade C și mai jos.
Perioada caldă a anului- perioada anului, caracterizată printr-o temperatură medie zilnică a aerului exterior peste + 10 grade C.
Luând în considerare intensitatea muncii, toate tipurile de muncă, în funcție de consumul total de energie, sunt împărțite în 3 categorii: ușoare, moderate și grele.
Muncă fizică moderată(categoria II) - activități cu consum de energie în intervalul 151-250 kcal/h (175-290 W).
Categoria Ib include munca efectuată stând, stând în picioare sau mers și însoțită de un anumit stres fizic (muncă legată de întreținerea echipamentelor de comunicație).
Categoria IIa include munca asociată cu mersul constant, mișcarea obiectelor mici (până la 1 kg) în poziție în picioare sau așezat și care necesită un anumit efort fizic (lucru în ateliere de asamblare mecanică, producție de filare și țesut).
Categoria IIb include lucrările asociate cu mersul, deplasarea și transportul de sarcini de până la 10 kg și însoțite de stres fizic moderat (muncă în ateliere de fierărie, ateliere termice, de sudură).
Categoria III include lucrările asociate cu mișcarea constantă, deplasarea și transportul unor greutăți semnificative (peste 10 kg) și care necesită un efort fizic mare (un număr de lucrări în forje și turnătorii).
La locurile de muncă trebuie asigurate condiții de microclimat optime sau acceptabile.
Condiții microclimatice optime stabilite după criteriile pentru starea termică şi funcţională optimă a unei persoane. Acestea oferă o senzație generală și locală de confort termic în timpul unui schimb de lucru de 8 ore cu stres minim asupra mecanismelor de termoreglare, nu provoacă abateri ale stării de sănătate, creează premise pentru un nivel ridicat de performanță și sunt preferate la locul de muncă.
Condițiile microclimatice optime trebuie respectate la locurile de muncă din spațiile industriale, unde se efectuează lucrări de tip operator, asociate cu stres neuro-emoțional.
Condiții microclimatice admise stabilite conform criteriilor privind starea termică şi funcţională admisă a unei persoane pe perioada unui schimb de muncă de 8 ore. Nu provoacă daune sau probleme de sănătate, nu pot duce la senzații generale și locale de disconfort termic, tensiune în mecanismele de termoreglare, deteriorare a stării de bine și scădere a eficienței.
Condițiile microclimatice admise se stabilesc în cazurile în care, din cauza cerințelor tehnologice, din motive tehnice și justificate economic, nu pot fi furnizate valori optime ale indicatorilor de microclimat.
|
Perioada anului |
Temperatura aerului, grade C |
Umiditate relativă, % |
Viteza aerului, m/s |
||||
|
Conditii optime |
Condiții admise |
Conditii optime |
Condiții admise |
Conditii optime |
Condiții admise |
||
|
Rece | |||||||
Atunci când se asigură indicatori optimi și acceptabili de microclimat în sezonul rece, este necesar să se utilizeze mijloace pentru a proteja locurile de muncă de răcirea radiațiilor de la geamul deschiderilor ferestrelor, iar în sezonul cald - de lumina directă a soarelui.
Microclimat de incalzire- o combinație de parametri de microclimat (temperatura aerului, umiditatea relativă, viteza aerului și radiația termică), în care există o încălcare a schimbului de căldură între o persoană și mediu, care se exprimă prin acumularea de căldură în corp deasupra părții superioare; limita valorii optime.
Pentru a evalua microclimatul de încălzire, se utilizează un indicator integral - sarcina termică a mediului (THS - indice).
THC este un indice integral, exprimat în grade, care reflectă efectul combinat al temperaturii aerului, vitezei aerului, umidității și radiației termice asupra schimbului de căldură între o persoană și mediu.
THC - indicele este măsurat cu dispozitive precum bolometre, electrotermometre.
Microclimat de răcire- o combinație de parametri de microclimat, în care are loc o modificare a transferului de căldură al organismului, ducând la o deficiență de căldură în organism.
Clasa de condiții de căldură atunci când se lucrează în spații industriale cu un microclimat de răcire este determinată de valoarea mai mică a temperaturii spațiilor industriale.
În spațiile industriale în care condițiile admisibile pentru parametrii de microclimat nu pot fi stabilite din cauza cerințelor tehnologice pentru procesul de producție sau a inutilității justificate din punct de vedere economic, condițiile de microclimat trebuie considerate ca fiind dăunătoare și periculoase. Pentru a preveni efectele adverse ale microclimatului, trebuie asigurată protecția lucrătorilor împotriva unei posibile supraîncălziri și răcire:
Sisteme locale de climatizare;
Duș cu aer;
Cameră pentru odihnă și încălzire;
Salopete și alte EIP;
Reglementarea timpului de muncă, în special pauzele de lucru, reducerea zilei de muncă, creșterea duratei concediului de odihnă, reducerea experienței de muncă.
Parametrii optimi de microclimat în spațiile industriale sunt asigurați de sistemele de aer condiționat, iar parametrii de microclimat acceptabili sunt asigurați de sistemele de ventilație și încălzire.
Conditiile de munca se bazeaza pe o analiza a mediului de lucru in cadrul caruia se desfasoara activitatea. Există 3 stări ale unei persoane care afectează calitatea muncii și sănătatea: normal, limită, patologic. Toate categoriile de severitate a muncii efectuate au propriile caracteristici, deoarece fiecare are anumite caracteristici.
Stările de mai sus ale corpului se manifestă în muncă fizică și psihică. Și acest lucru se aplică sferelor favorabile și nefavorabile. În condițiile de producție, în funcție de factori, poate prevala o stare. Prin urmare, ele sunt utilizate pentru a determina categoria de severitate a muncii.
Tipuri de categorii
Pe baza muncii medicale si fiziologice au fost identificate categoriile de gravitate a muncii prestate. După numărul acestora, s-au dovedit 6 și fiecare se caracterizează prin proprietățile sale:
- tip de muncă desfășurată într-un mediu normal cu o încărcătură fizică, psihică și neuro-emoțională favorabilă: în acest caz, se păstrează sănătatea și performanța angajatului;
- presupune respectarea condițiilor de mediu cu standardele de igienă: în acest caz, există o corespondență a condițiilor cu factorii de producție acceptabili;
- la acest tip de muncă starea musculară, neuro-emoțională se înrăutățește din cauza unor condiții de muncă neîntregul favorabile;
- aceasta include munca efectuată în condiții nefavorabile, care provoacă apariția unei stări patologice;
- o persoană efectuează o astfel de muncă, din cauza căreia, sub influența condițiilor negative, apar reacții patologice;
- astfel de reacții apar după începerea perioadei de lucru, cum ar fi o tură.
Conceptul de greutate și tensiune
Categoriile de severitate a muncii efectuate sunt asociate cu alte concepte. Relația lor determină nivelul de activitate. Severitatea travaliului se numește implicarea mușchilor și costurile fiziologice din cauza stresului. Iar tensiunea este reacția sistemului nervos la diferite moduri de lucru. Cu ajutorul acestor concepte se formează condițiile de activitate.
Condițiile pot fi aplicate muncii psihice și fizice, precum și diferitelor condiții de muncă periculoase.
Cum să preveniți oboseala și suprasolicitarea?
Pentru a preveni oboseala și pentru a îmbunătăți performanța, trebuie să utilizați exerciții și antrenamente simple. Indiferent de categoriile de severitate a muncii efectuate, GOST include necesitatea unor măsuri simple.
Fitness-ul este o stare a corpului care apare datorita indeplinirii constante a sarcinilor de lucru, motiv pentru imbunatatirea performantelor. Prin urmare, implementarea sa vă permite să normalizați orice tip de muncă. Exercițiile fac parte dintr-un antrenament care, prin repetare, redă performanța în diferite activități.
Pentru a evita oboseala se foloseste o durata redusa a schimbului de lucru. De asemenea, pentru aceasta se folosesc mecanizarea, automatizarea și principiile procesului corect de muncă. Asemenea măsuri trebuie folosite întotdeauna, indiferent de categoria de severitate a muncii prestate. presupune utilizarea unor tehnici eficiente necesare pentru a proteja lucrătorii de oboseală.
Schimbarea sănătății
Activitatea subiectului este împărțită în 3 faze:
- Primul este de 30-60 de minute: o persoană se obișnuiește cu munca, dar se pot face greșeli, treptat durata acestei etape scade;
- 2 durează câteva ore: creșterea performanței umane;
- pe 3 se instalează oboseala, care scade productivitatea și calitatea muncii, care necesită o pauză pentru a se recupera.
Cu ajutorul odihnei, care este specificat în legislație, o persoană își îmbunătățește starea de bine. După aceea, este gata să lucreze din nou. Orice categorie de severitate a muncii prestate, un șofer, de exemplu, sau o persoană de altă profesie, necesită pauze periodice.
Funcțiile severității travaliului în timpul trecerii ITU
O categorie specifică de severitate a muncii efectuate pentru UIT este atribuită sub supravegherea specialiștilor. În prezența anumitor tipuri de afecțiuni, încărcăturile sunt interzise sau sunt doar limitate, altfel puteți dăuna sănătății umane.
Categoria de severitate a muncii efectuate pentru VTEK este aprobată pe baza activităților și costurilor necesare lucrării. Adesea, costurile suplimentare epuizează organismul. Multe boli devin cauza suferinței fizice a unei persoane, din cauza cărora se dezvoltă un sindrom de durere.
Modul de muncă și odihnă
Pentru fiecare angajat, este important să se respecte regimul de muncă și odihnă. Acest lucru este necesar pentru menținerea sănătății și creșterea performanței. De exemplu, dacă angajații fac pauze pe parcursul zilei, apariția oboselii va încetini.
Efectuarea unei munci monotone este periculoasă deoarece:
- că rezistența sistemului imunitar se deteriorează;
- apare iritabilitate;
- apar patologii ale inimii și vaselor de sânge.
Reduce oboseala organizare competentă Este necesară o pauză la masă, pentru a schimba activitățile. Regimul trebuie respectat pe baza sarcinii principale a programului este de a îmbunătăți rezultatele, precum și de a reduce fazele de oboseală.
Pauzele de odihnă ar trebui stabilite în funcție de timpul necesar angajaților înainte de prânz, precum și după. Durata unei astfel de odihne este de 10-15 minute. Dacă oamenii sunt ocupați cu munca dificilă, atunci pauzele ar trebui să fie la fiecare oră timp de 5 minute.
Se acordă 40-60 de minute pentru a mânca. Aceste reguli sunt stabilite în programul de lucru. În crearea sa, sunt luate în considerare mai multe caracteristici. Timpul total necesar pentru a lua o pauză de la o activitate grea este de 4-20%. Pentru lucrătorii din cunoștințe, odihna ar trebui să dureze aproximativ 10% din timpul de lucru. Aceste reguli sunt înscrise în lege. Trebuie avut în vedere faptul că odihna reglementată este considerată eficientă. Pauzele neregulate, precum și timpul de nefuncționare, perturbă ritmul muncii.
Tipuri de recreere
Odihna poate fi pasivă sau activă. Primul este necesar atunci când este angajat în muncă grea. Acest lucru este valabil mai ales atunci când o persoană stă în picioare pentru o perioadă lungă de timp. Recreerea activă este oferită persoanelor cu un loc de muncă sedentar. Pentru aceasta se folosește gimnastica, care include un set de exerciții. Cu ajutorul activităților în aer liber, vitalitatea este restabilită rapid, ceea ce este asociat cu o schimbare a activității.
Fiecare companie poate avea propriul program de lucru. Regimul poate fi decalat, lunar, zilnic, săptămânal, anual. Respectarea standardelor necesare permite companiei să lucreze eficient, iar angajații să fie mereu sănătoși.
Spații industriale. (SanPiN 2.2.4.548-96)
Tabelul 3.3
Parametrii de microclimat admisi la locurile de muncă
spatii industriale
| Perioada anului | Categoria de lucru în funcție de nivelul consumului de energie, W | Temperatura aerului, 0 C | Temperatura suprafeței, 0 С | Umiditate relativă, % | Viteza aerului, nu mai mult de m/s | ||
| Interval sub valorile optime | Interval peste valorile optime | Pentru intervalul de temperaturi ale aerului sub valorile optime, nu mai mult | Pentru intervalul de temperatură a aerului peste valorile optime, nu mai mult | ||||
| Rece | 20,0-21,9 19,0-20,9 17,0-18,9 15,0-16,9 13,0-15,9 | 24,1-25,0 23,1-24,0 21,1-23,0 19,1-22,0 18,1-21,0 | 19-26 18-25 16-24 14-23 12-22 | 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 | 0,1 0,2 0,3 0,4 0,4 | ||
| Cald | 1a (până la 139) 1b (140-174) 2a (175-232) 2b (233-290) 3 (mai mult de 290) | 21,0-22,9 20,0-21,9 18,0-19,9 16,0-18,9 15,0-17,9 | 25,1-28,0 24,1-28,0 22,1-27,0 21,1-27,0 20,1-26,0 | 20-29 19-29 17-28 15-28 14-27 | 15-75 15-75 15-75 15-75 15-75 | 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 | 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 |
Valorile admise ale intensității expunerii termice a lucrătorilor de la sursele de radiații încălzite la strălucire albă și roșie (metal fierbinte sau topit, sticlă, flacără etc.) nu trebuie să depășească
140 W/m2.
În acest caz, nu mai mult de 25% din suprafața corpului este expusă la radiații, iar utilizarea echipamentului individual de protecție, inclusiv a feței și a ochilor, este obligatorie.
În prezența expunerii termice se ia în considerare categoria de lucru, prin urmare, la efectuarea unor lucrări ușoare sunt permise temperaturi de până la 25 0 C. Caracteristicile muncii din punct de vedere al consumului de energie sunt date în Tabel. 3.4.
Caracteristicile spațiilor industriale pe categorii de lucrări efectuate, în funcție de consumul de energie, trebuie stabilite în conformitate cu reglementările departamentale din categoria lucrărilor efectuate de 50% sau mai mult din lucrătorii din încăperea corespunzătoare. Zona de lucru este considerată a fi un spațiu limitat de o înălțime de 2 m deasupra nivelului podelei sau o platformă pe care se află locuri de ședere permanentă sau temporară a lucrătorilor.
Tabelul 3.4
| Muncă | Categorie | Consumul de energie al organismului (consumul de energie în timpul muncii) | Descrierea postului |
| Ușoară fizică | Nu mai mult de 150 kcal/h (174 W) | ||
| 1a | Nu mai mult de 120 kcal/h (139 W) | Muncă efectuată stând în picioare și însoțită de stres fizic ușor (un număr de profesii în instrumente de precizie și întreprinderi de inginerie, în ceasornicarie, producție de îmbrăcăminte, în management etc. | |
| 1b | 121-150 kcal/h (140-174 W) | Muncă efectuată stând, stând în picioare sau mers și însoțită de un anumit stres fizic (o serie de profesii din industria tipografică, întreprinderi de comunicații, controlori, meșteri în diverse tipuri de producție etc.) | |
| Fizic moderat | 151-250 kcal/h (175-232 W) | ||
| 2a | 151-200 kcal/h (175-232 W) | Lucrări asociate cu mersul constant, mișcarea de produse sau obiecte mici (până la 1 kg) în poziție în picioare sau așezat și care necesită un anumit efort fizic (un număr de profesii în atelierele de asamblare mecanică ale întreprinderilor de construcții de mașini, în tors și țesut etc. .) | |
| 2b | 201-250 kcal/h (223-290 W) | Lucrări asociate cu mersul pe jos și transportul greutăților de până la 10 kg și însoțite de stres fizic moderat (un număr de profesii în mecanizat, turnătorie, laminare, forjare, ateliere termice, sudare ale întreprinderilor de construcții de mașini și metalurgie etc.) | |
| muncă fizică grea | Mai mult de 250 kcal/h (290 W) | Lucrări asociate cu mișcarea constantă, deplasarea și transportul unor greutăți semnificative (peste 10 kg) și care necesită un efort fizic semnificativ (număr de profesii în ateliere de fierărie cu forjare manuală, turnătorii cu umplutură manuală și turnare a întreprinderilor de construcții de mașini și metalurgice etc.) |
Loc de muncă permanent - un loc în care angajatul își desfășoară cea mai mare parte a timpului său de lucru (mai mult de 50% sau mai mult de 2 ore continuu). Dacă în același timp se lucrează în diferite puncte ale zonei de lucru, întreaga zonă de lucru este considerată un loc de muncă permanent.
Un loc de muncă nepermanent este un loc în care un angajat își petrece o parte mai mică (mai puțin de 50% sau mai puțin de 2 ore continuu) din timpul său de lucru.
În spațiile industriale în care valorile normative admise ale microclimatului nu pot fi menținute conform cerințelor tehnologice sau nu este fezabil din punct de vedere economic, condițiile de microclimat trebuie considerate ca fiind nocive și periculoase.
În aceste cazuri, se folosesc măsuri de protecție, de exemplu, sistemele locale de aer condiționat, salopete, camere de odihnă și încălzire sunt dotate, programul de lucru este reglementat, de exemplu. se stabilesc pauzele de muncă, se reduce durata muncii, se măresc concediile, se reduce vechimea în muncă etc.
Pentru a evalua impactul general al parametrilor de microclimat asupra posibilității de supraîncălzire a lucrătorilor, se recomandă utilizarea indicatorului integral al sarcinii termice a mediului (THS), care este un indicator empiric care caracterizează impactul general asupra unei persoane de temperatură. , umiditatea relativă, viteza aerului și expunerea termică.
Indicele TNS este calculat conform ecuației:
TNS=0,7 t vl +0,3 t w, (3,1)
Unde t vl – temperatura bulbului umed, 0 С; t w este temperatura din interiorul sferei înnegrite, 0 С.
t vl este determinat de un psicrometru de aspirație; t w se măsoară cu un termometru, al cărui rezervor este plasat în centrul mingii înnegrite. Această temperatură reflectă influența temperaturii aerului, a temperaturii suprafeței și a vitezei aerului.
Tabelul 3.5
Cel mai precis dispozitiv pentru măsurarea umidității relative este un psicrometru de aspirație (ventilație) (Fig. 3.1). Include: două termometre 1 și 2 care sunt protejate pe lateral de radiațiile termice și de deteriorarea mecanică prin caneluri nichelate. Rezervoarele termometrului sunt înconjurate de manșoane duble nichelate (tuburi) 4 și 5 prin care trece aerul cu viteză constantă (4 m/s). Mișcarea aerului se realizează cu ajutorul unui ventilator 6 și tub de legătură 7 . Ventilatorul este acţionat de un arc, care este înfăşurat cu o cheie 8 , prezența tuburilor metalice în psicrometru 4 , 5 cu un spațiu de aer între ele protejează rezervoarele termometrelor de radiațiile termice, iar viteza relativ mare de mișcare a aerului în apropierea rezervorului reduce timpul de stabilire a echilibrului de temperatură și asigură un mod de evaporare stabil, indiferent de viteza aerului din jur. Cu ajutorul psihrometrelor, umiditatea relativă a aerului este determinată la temperaturi de până la - 5 ° C. Dacă temperatura este mai mică, atunci se folosesc higrometre.
Orez. 3.1. Psicrometru de aspirație
Debitul de aer este determinat de anemometre cu cupă și palete.
Anemometrul cu palete constă dintr-o carcasă metalică în care sunt montate o roată cu lame și un mecanism de numărare conectate la axul roții. Mecanismul de numărare are mai multe mâini și un cadran, ale căror diviziuni corespund metrilor traseului. Pentru a porni și opri contorul, există o pârghie, așa-numitul opritor. Într-un anemometru cupa, partea de primire este o cruce mică cu patru emisfere goale îndreptate spre suprafețele convexe într-o direcție. Crucea cu emisfere sub acțiunea fluxului de aer se deplasează spre convexitatea emisferelor. Rotirea traversei este transmisă mecanismului de numărare.
Anemometrul cu palete este folosit pentru a determina viteza fluxului de aer de la 0,5 m/s la 16 m/s, anemometrul cupa este folosit pentru a măsura viteza aerului de la 9 m/s la 20 m/s. Viteza mai mică de 0,5 m/s este măsurată cu anemometre electrice.
Controlul microclimatului se realizează în conformitate cu cerințele San PiN 2.2.4.548-96, pentru care se folosesc termometre, psihrometre, anemometre și actinometre.
Temperatura și umiditatea relativă sunt măsurate cu psihrometrele de aspirație, viteza aerului este măsurată cu anemometre electrotermale, anemometre cu cupă și palete, intensitatea fluxului de căldură este măsurată cu actinometre.
Actinometrele sunt un bloc de termocupluri conectat la un galvanometru, care este calibrat în cal / cm 2 × min sau W / cm 2.
Temperatura suprafeței este măsurată prin dispozitive de contact (cum ar fi electrometre) sau de la distanță (pirometre etc.).
3.2. INCALZIRE SI AER CONDITIONAT
SPECIALE INDUSTRIALE
Pentru a menține temperatura necesară a aerului în timpul sezonului rece, în incintă se folosește încălzirea, care, în funcție de lichidul de răcire, poate fi apă, abur și aer. Apa caldă pentru încălzire poate fi furnizată de la o centrală termică privată sau de la o centrală termică. Aburul pentru incalzire este folosit in cazurile in care intra in camera pentru nevoi tehnologice. Aerul este incalzit de radiatoare sau tevi de otel prin care se misca apa calda sau aburul. Țevile sunt folosite în încăperi cu emisii mari de praf, deoarece sunt ușor de curățat de murdărie. Aparatele de încălzire nu trebuie să conducă la evaporarea substanţelor toxice sau inflamabile. În ceea ce privește focul, sistemul de apă este mai sigur, deoarece temperatura apei este de 40-60 ° C, iar temperatura aburului este de 120-150 ° C, ceea ce în unele cazuri poate duce la arderea spontană a prafului.
Pentru încălzirea aerului se folosesc încălzitoare, care constau din secțiuni de țevi de oțel sau încălzitoare electrice. În primul caz, se folosește căldura aburului sau a apei, în al doilea - electricitatea. Ventilatorul circulă aerul prin radiatorul încălzitorului, după care intră în cameră. În fabricile și depozitele în care există substanțe care reacționează cu apa, se folosește încălzirea aerului cu încălzitoare electrice.Pentru a proteja spațiile de aer rece, în apropierea porților sunt instalate perdele termice, în timp ce aerul cald de la încălzitoare este furnizat de-a lungul liniei porții.
Unitățile de aer condiționat au scopul de a menține condițiile meteorologice (microclimat) din incintă în limitele specificate și de a îndeplini unele cerințe speciale. Există două tipuri de aparate de aer condiționat:
* instalatii de aer conditionat complet, cand temperatura, umiditatea relativa, viteza aerului si unele cerinte speciale sunt mentinute in limite specificate, precum dezodorizarea (eliminarea mirosurilor neplacute);
* unitățile parțiale de aer condiționat oferă doar o parte din acești parametri.
Aparatul de aer condiționat este format din următoarele părți principale (Fig. 3.2.):
I - compartiment în care aerul exterior este amestecat cu recirculare. Recircularea se foloseste la temperaturi exterioare scazute, in timp ce aerul din incapere nu este emis in atmosfera, ci intra partial, dupa ce a fost curatat, inapoi in incapere. Aerul recirculat nu trebuie să conțină impurități nocive. Aerul care intră în compartimentul I este curățat de un filtru 1 și, dacă este necesar, încălzit cu un încălzitor 2 ;
Compartiment II - camera de spalare, in care aerul este umidificat si, daca este necesar, racit prin pulverizarea apei din duze 3 ;
Secțiunea III a celei de-a doua încălziri, unde aerul este încălzit de un încălzitor 4 pentru a atinge valorile necesare de temperatură şi umiditate relativă.
Orez. 3.2. Circuit de aer conditionat
Aerul condiționat este utilizat atât pentru menținerea limitelor specificate ale microclimatului, cât și în funcție de cerințele procesului tehnologic, dacă acestea din urmă nu permit fluctuații semnificative ale regimului de temperatură.
3.3. REGLEMENTAREA ȘI CONTROLUL SUBSTANȚELOR DĂUNĂ
LOCURI DE MUNCĂ
Raționalizarea substanțelor nocive se efectuează în conformitate cu GOST 12.1.005-88 „Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru” și GN 2.2.5.1313-03 „MAC pentru substanțele nocive în aerul zonei de lucru” , care enumeră concentraţiile maxime admise de 1307 tipuri de substanţe nocive . Concentrația maximă admisibilă (MPC) este considerată a fi o astfel de concentrație încât pe toată durata serviciului să nu provoace boli sau abateri ale stării de sănătate.
Substanțele nocive eliberate în timpul proceselor de producție afectează corpul uman în diferite moduri, de exemplu. natura lor de acţiune este diferită. Substanțele pot fi: toxice generale, provocând otrăvire a întregului organism; iritant, provocând iritații ale tractului respirator; cancerigen, provocând cancer; mutagen, ducând la o schimbare a eredității; substanțe care afectează sistemul de reproducere (funcția fertilă).
Substanțele nocive în funcție de gradul de impact sunt împărțite în următoarele clase:
1 - extrem de periculos;
2 - foarte periculos;
3 - moderat periculos;
4 - ușor periculos.
GOST indică, de asemenea, starea de agregare a unei substanțe în condiții de producție sub formă de aerosol sau vapori. Sunt indicate și caracteristicile acțiunii asupra corpului.
De exemplu, limita maximă de concentrație pentru dioxid de siliciu este de 1 mg/m3.
Cu conținutul simultan în aerul zonei de lucru a mai multor substanțe nocive cu acțiune unidirecțională (conform încheierii Inspecției Sanitare de Stat), suma raporturilor concentrațiilor reale ale fiecăreia dintre ele (K 1, K 2, ... K n) în aer către MPC-ul lor (MPC 1 , MPC 2 , ... MPC n) nu trebuie să depășească unitatea.
În producție, mediul aerian este monitorizat sistematic pentru a determina gradul de contaminare cu gaze și aerosoli. Cantitatea de aerosol din aer (praf, fum, ceață) este determinată de greutate și de diferite metode fizice. Dintre metodele fizice, lumina este mai des folosită, atunci când cantitatea de aerosol este judecată după atenuarea fasciculului de lumină care trece prin aerosol. Cu toate acestea, în practică, de regulă, se utilizează metoda gravimetrică, deși este cea mai laborioasă și consumatoare de timp la concentrații scăzute de impurități. Cu metoda greutății, un anumit volum de aer este tras prin filtre speciale, iar concentrația aerosolului este determinată de diferența de greutate a filtrelor înainte și după ce aerul este tras.
Componenta gazoasă a impurităților se determină prin metode exprese și de laborator. Cu metoda expres, un anumit volum de aer este tras printr-un tub indicator, care este umplut cu un reactiv care își schimbă culoarea atunci când interacționează cu un anumit gaz, iar concentrația acestei impurități este estimată pe lungimea coloanei de reactiv care are culoarea schimbată. În metodele de laborator pentru determinarea componentei gazului, se folosesc cromatografe, spectrofotometre și diverse dispozitive speciale.
3.4. TIPURI DE VENTILAȚIE INDUSTRIALE
Ventilația este furnizarea și eliminarea organizată a aerului din spațiile industriale.
Scopul ventilației:
Îndepărtarea gazelor nocive, vaporilor, prafului din spațiile de lucru;
Îndepărtarea emisiilor de căldură și umiditate în exces, de ex. crearea unui microclimat normal;
Furnizarea de aer curat a spațiilor și locurilor de muncă;
Colectarea si eliminarea substantelor scoase din incinta.
Conform principiului mișcării aerului, ventilația este împărțită în naturală (aerare) și mecanică. Ventilația mixtă folosește ventilația naturală și mecanică. La programare, ventilația este împărțită în alimentare și evacuare. În funcție de locul de acțiune, ventilația este împărțită în generală și locală. Ventilația generală sau generală de schimb este concepută pentru a schimba aer în întreaga încăpere. Ventilația locală este concepută pentru a elimina aerul poluat direct din sursele de formare a acestuia și pentru a furniza aer curat la locurile de muncă. În producție, de regulă, se utilizează ventilația generală și pentru a îndepărta praful din sursele de formare - ventilație locală, de exemplu, la șlefuire, ascuțire.
În plus, se folosesc dușuri de aer, perdele termice de aer, aspirații locale, precum aspirațiile laterale ale băilor galvanice.
Una dintre caracteristicile ventilației spațiilor industriale este rata de schimb de aer, care este determinată de formula:
Unde V aerisire - volumul de aer furnizat încăperii de sistemele de ventilație timp de o oră, m3/h; V pom este volumul camerei, m3.
Rata de schimb a aerului arată de câte ori se modifică întregul volum de aer din interiorul încăperii într-o oră.
ventilatie naturala
Afluxul natural de aer prin non-densități în pereți, carcasele ferestrelor în clădirile structurilor exterioare ale clădirilor și structurilor, precum și prin porii materialelor se numește infiltrare de aer. Eliminarea naturală a aerului se numește exfiltrare a aerului. Infiltrarea și exfiltrarea organizează un anumit schimb de aer în încăpere care nu este determinat de datele calculate.
Eliminarea naturală a aerului din încăpere spre exterior și intrarea acestuia în interior se realizează sub influența vântului și a diferențelor de densități ale aerului exterior și interior. Diferența de densitate este creată de diferența de temperatură dintre aerul din exterior și cel din interior.
Pe partea de vânt a clădirii, presiunea aerului este mai mare decât în interiorul clădirii și aerul intră în cameră. Când vântul bate peste o clădire, vântul, întâmpinând pe drum un obstacol sub forma unei clădiri, încetinește, își schimbă direcția și curge lin în jurul clădirii. În același timp, se creează o rarefacție pe partea de vânt (sub vânt) a clădirii și pe acoperiș - presiune scăzută. Și aerul iese din cameră.
Astfel, din cauza diferenței de presiune, aerul din partea vântului intră în toate deschiderile și toate golurile din structurile clădirii în încăpere.
Prin toate non-densitățile, aerul din partea de vânt a clădirii părăsește încăperea spre exterior.
Un astfel de schimb natural de aer se numește ventilație (curenț) sau schimb de aer neorganizat.
Infiltrarea aerului din exterior crește costul încălzirii acestuia.
Exfiltrarea aerului din interior în timpul sezonului rece umezește gardurile exterioare și le reduce proprietățile de protecție termică.
În cazul general, schimbul natural de aer în spațiile industriale cu excese semnificative de căldură sensibilă are loc sub influența diferenței de temperatură dintre aerul interior și cel exterior și a acțiunii vântului.
Schimbul natural de aer organizat se numește aerare. Cu aerare, schimburile de aer pot ajunge la milioane de metri cubi pe oră. Iarna, aerisirea vă permite să creați schimb de aer de 20 de ori, în perioada caldă schimb de aer de 50 de ori.
Aerisirea se realizează în magazine cu excese termice mari de cel puţin 100 kcal/m 3 .h .: ateliere cu vatră deschisă, laminare, topiri electrice de oţel, forje, turnătorii termice, de laminare table şi transportoare etc. magazinul nu trebuie să depășească 80 m.
Aerarea poate funcționa cu ventilație mecanică: unități locale de evacuare și alimentare. Aerație combinată: alimentare naturală, evacuare mecanică sau alimentare mecanică, evacuare naturală.
Aerisirea se realizează prin deschideri reglabile în carcasele exterioare.
Pe fig. 31 prezintă o diagramă a aerării unui magazin cu o singură travă.
Fig.31. Organizarea schimbului natural de aer:
a - curgerea vântului în jurul clădirii; b - aerisirea unui atelier cu o singură travă: 1 - perioada caldă a anului; 2 - perioada rece a anului.
În perioada caldă a anului, când temperatura medie zilnică exterioară este de peste +10 grade, aerul exterior pătrunde în cameră prin deschiderile din partea inferioară a clădirii. Distanța de la marcajul podelei finite până la partea inferioară a deschiderii nu este mai mare de 1,8 m.
În sezonul rece, când temperatura medie zilnică exterioară este de +10 grade. iar mai jos, aerul exterior pătrunde în încăperi prin deschiderile superioare. În acest caz, aerul rece exterior care intră în zona de lucru este încălzit și ajunge la el cu parametrii calculați.
Aerul este eliminat din atelier prin deschiderile din partea superioară a încăperii. Dacă clădirea are un felinar, atunci aerul este eliminat prin traversele felinarului. În absența unui felinar pe clădire pentru a elimina aerul, se amenajează arbori de evacuare sau se instalează ventilatoare de acoperiș. Aerul poate fi eliminat și prin deflectoare.
Sub influența vântului, aerul care pătrunde în clădire dinspre vânt răstoarnă fluxurile de circulație din zona superioară în zona de lucru, care au absorbit căldură, praf, gaze: în același timp, indicatoarele sanitare și igienice din zona de lucru se deteriorează.
Pentru reglarea schimbului natural de aer, în funcție de direcția și acțiunea vântului, trebuie reglementate zonele de deschidere de alimentare și evacuare, ceea ce nu este posibil din punct de vedere operațional.
Pentru a preveni suflarea vântului în cameră, scuturi de vânt sunt instalate în fața orificiilor de evacuare de pe felinar. Un scut instalat în fața deschiderii felinarului creează un vid pe aripile sale, iar aerul părăsește încăperea în toate cazurile.
Au fost dezvoltate și felinare nesuflate, de exemplu, un felinar proiectat de V.V. Baturin.
Orez. 32. Lanternă proiectată de V.V. Baturin
În timpul aerării, schimbul natural de aer este determinat de diferența dintre densitățile aerului extern și cel interior. Aerul exterior, fiind mai dens, intră în încăpere prin deschiderile inferioare. Se încălzește în cameră și se scoate din ea prin deschiderile superioare.
Un jet termic se ridică deasupra oricărei surse de căldură. Aerul adiacent sursei este încălzit din aceasta și se ridică. În loc ca aerul să se ridice, noi volume de aer curg continuu către sursa de căldură în locul ei. Deasupra sursei de căldură se formează un jet termic, îndreptat în sus în încăpere. Jetul de căldură ajunge la tavan și se răspândește peste acesta în toate direcțiile.
Pe de o parte, jeturile de alimentare intră în cameră, pe de altă parte, jeturile convective apar deasupra surselor de căldură. Aerul curge în cameră.
Ca urmare a răcirii și pentru furnizarea de căldură și jeturi de alimentare, o parte din aer se întoarce din zona superioară în jos, iar o parte egală cu fluxul de intrare este îndepărtată în exterior.
S-a stabilit că dacă tavanul este demontat în apropierea camerei, atunci în acest caz aerul din zona superioară se va întoarce în zona inferioară pentru a alimenta jeturile și nu va părăsi complet încăperea.
Figura arată modelele de curgere în timpul aerării depozitelor cu una, două și trei trave. În magazinele cu două deschideri, aerul exterior intră în magazin prin deschideri laterale, interacționează cu fluxurile convective și iese prin deschiderile din lanternă.
În cele trei hale de golf, dintre care golful de mijloc este rece și are o înălțime mai mică, aerul intră în golful de mijloc și este distribuit către golfurile fierbinți. Aerul este eliminat prin găurile din felinarele magazinelor fierbinți.
Orez. 33. Mișcarea fluxurilor de aer în timpul aerării:
a - magazin cu o singură travă; b - magazin cu două trave; în - magazin cu trei trave.
În același timp, există o altă imagine calitativă a schimbului natural de aer, în special, I.A. Shepelev (Fig. 34).
Într-o cameră aerisită, aerul este stratificat de-a lungul înălțimii. Există două zone: cea inferioară, alimentată cu aer rece exterior, și cea superioară, alimentată de curenți convectivi care se ridică deasupra echipamentului încălzit. Stratificarea rezultată a aerului se numește „suprapunere de temperatură”. Salturile de temperatură și concentrație apar la nivelul suprapunerii temperaturii. Motivul suprapunerii este mișcarea din față a fronturilor de aer: partea frontală a jeturilor de alimentare și partea frontală a jeturilor termice. În volumul fiecărei zone are loc circulația autonomă.
Nivelul suprapunerii termice este determinat de dimensiunea orificiilor de evacuare și aerisire de alimentare, adică. schimb de aer. Odată cu o scădere a zonei deschiderilor de aerare (cu o scădere a schimbului de aer), înălțimea suprapunerii temperaturii scade la nivelul locației sursei de căldură. Odată cu o creștere a zonei deschiderilor (cu o creștere a schimbului de aer), înălțimea suprapunerii temperaturii crește și poate ajunge la nivelul orificiilor de evacuare superioare.
Pentru prima dată, el a observat fenomenul de suprapunere a temperaturii și a dat acest nume lui E.V. Kudryavtsev (ventilația parțială a spațiilor industriale și publice. Proceedings of the Academy of Sciences of URSS. 1948. Nr. 3). V.V. Baturin a modelat și temperatura se suprapun atunci când se studiază aerodinamica unui atelier de electroliză a aluminiului
Orez. 34. Schema de suprapunere a temperaturii
ventilatie mecanica
Cu ventilația mecanică schimbul de aer se realizează prin diferența de presiune creată de ventilatoare. Elementele principale ale unui sistem de ventilație mecanică: un dispozitiv pentru prelevarea de probe de aer exterior (mina), conducte de aer, ventilatoare, instalații de curățare a gazelor și a prafului.
Dispozitivele de admisie a aerului sunt amplasate acolo unde aerul este cel mai curat: pe peretele clădirii, la o oarecare distanță de perete sau pe acoperișul clădirii.
Conductele de aer, de obicei cilindrice, sunt realizate din tablă de oțel. Garniturile de cauciuc sunt amplasate pe flanșele unde se îmbină secțiunile de conductă.
Ventilatoarele sunt împărțite în două tipuri principale: axiale și radiale (centrifuge). La ventilatoarele axiale, aerul se deplasează de-a lungul axei rotorului. Avantajele unui ventilator axial sunt compactitatea si posibilitatea inversarii, i.e. schimbarea direcției fluxului de aer. La ventilatoarele centrifuge, paletele turbinei aruncă aer pe pereții ventilatorului, de unde acesta intră în conductă printr-o țeavă. Avantajul ventilatoarelor radiale este performanta mai mare in comparatie cu ventilatoarele axiale.
CURĂȚARE EMISII DE GAZ
Metodele existente de curățare a emisiilor atmosferice industriale pot fi clasificate după cum urmează:
1. Așezare gravitațională.
2. Captură uscată inerțială și centrifugă.
3. Colectare umedă a prafului.
4. Depunerea electrostatică.
5. Filtrare.
6. Coagulare sonică și ultrasonică.
De regulă, în stațiile de epurare sunt implementate mai multe metode de colectare a prafului. Decontarea gravitațională este o metodă relativ neobișnuită, deoarece necesită zone de producție semnificative pentru echipamente. Depunerea inerțială se bazează pe tendința particulelor de praf de a-și menține direcția inițială de mișcare atunci când direcția de curgere se schimbă. Cu captarea centrifugă, particulele de praf tind să se îndepărteze de centrul de rotație. Cicloanele larg utilizate funcționează pe acest principiu. Principiul colectării umede a prafului este folosit ca un plus la metodele de curățare gravitațională, inerțială și centrifugă. În acest caz, picăturile de apă mai mari absorb particulele de praf mici și mari, spălându-le în sedimente. Depunerea electrostatică se bazează pe faptul că câmpurile electrice de înaltă tensiune conferă particulelor o sarcină, sub influența căreia particulele se deplasează către un electrod încărcat opus și se stabilesc. Metoda de filtrare se bazează pe separarea gazului și a fazei dispersate la trecerea printr-o barieră poroasă. Procesarea sonică și în special ultrasonică a emisiilor promovează transferul de energie către particulele în mișcare, crește energia acestora, crește numărul de ciocniri și promovează coagularea particulelor, ceea ce simplifică separarea ulterioară a prafului.
Principala caracteristică a mașinilor de curățare a prafului este eficiența colectării prafului, adică. gradul de purificare, care este raportul dintre greutatea prafului captat de aparat și greutatea prafului care a intrat în el în același timp.
Gradul sau raportul de purificare E este determinată de ecuația:
| |
Unde La 1 – concentrația inițială de praf, mg/m 3 ; La 2 – concentrația finală de praf, mg/m 3 .
Coeficientul de curățare depinde de tipul dispozitivului de curățare a prafului, de tipul și de dispersia prafului. Deosebit de importantă este compoziția fracționată a prafului, deoarece odată cu creșterea fracțiilor fine, eficiența agentului de curățare se deteriorează. Așadar, a fost introdus conceptul de eficiență fracțională, ca raport dintre greutățile prafului captat și primit dintr-o fracție dată. Acest coeficient este de mare importanță, deoarece determină funcționarea aparatelor cu pulberi de diferite compoziții fracționale.
Când comparăm funcționarea a două colectoare de praf care funcționează în aceleași condiții, dar având o eficiență diferită, de exemplu, 85% și 95%, putem presupune că al doilea funcționează cu 10% mai eficient, dar dacă recalculăm pentru poluarea atmosferică, rezultă că al doilea este de trei ori mai eficient primul, pentru că
| |
Caracteristicile colectorului de praf ar trebui să includă nu numai factorul de curățare, ci și gradul de curățare fracționată și este necesar să se cunoască curba de distribuție a prafului legată de mărimea particulelor sau ratele de sedimentare (decantare), analiza chimică a prafului, umiditate etc. .
INSTALATII DE CURATARE PRAF
Cel mai simplu aparat este o cameră de depunere a prafului care funcționează pe principiul gravitațional (Fig. 3.5).
Orez. 3.5. Camera de colectare a prafului Fig. 3.6. Colector de praf labirint
Dezavantajul acestor dispozitive este o suprafață mare ocupată și o eficiență scăzută de curățare. Pentru reducerea suprafeței și creșterea eficienței se folosesc camere de decantare a prafului de tip labirint (Fig. 3.6).
Camerele de tip labirint au deflectoare care fac ca gazul de intrare să schimbe direcția periodic. Prin urmare, în aceste camere, pe lângă principiul de curățare gravitațională, se adaugă unul inerțial.
Condiția principală pentru buna funcționare a camerei de depunere a prafului este mișcarea uniformă a gazului prin cameră, deoarece orice creștere a vitezei va contribui la îndepărtarea particulelor de praf din cameră. Pentru a preveni acest fenomen, înainte de a intra în cameră se instalează plase, pereți despărțitori etc.
Trebuie remarcat faptul că conductele de aer cu o viteză mică de mișcare funcționează și ca colectoare de praf, prin urmare, pentru o curățare mai bună, acestea trebuie așezate în unghi. Camerele de decantare a prafului sunt usor de fabricat, necesita costuri de operare reduse, pierderea de presiune a debitului de aer datorita vitezei reduse este neglijabila, dar datorita randamentului lor scazut sunt folosite pentru pre-curatare.
La precipitatoarele inerțiale de praf, fluxul de aer schimbă brusc direcția de mișcare. Camerele inerțiale de diferite modele sunt prezentate în fig. 3.7.
A) b)
Orez. 3.7. Precipitator inerțial
Eficiența precipitatoarelor inerțiale de praf este scăzută; prin urmare, ele, ca și precipitatoarele de praf, sunt utilizate pentru curățarea preliminară cu curățarea ulterioară în alte aparate.
Precipitatoare centrifuge de praf - ciclonii sunt cei mai folosiți în industrie.
Avantajele cicloanelor sunt eficiența ridicată de curățare și amprenta relativ mică. Schema ciclonului este prezentată în fig. 3.8.
Aerul prăfuit pătrunde în partea superioară a ciclonului tangențial la cilindru și, prin urmare, fluxul de aer începe să se rotească. Particule de praf
Unde F– forta centrifuga, kg; G este greutatea unei particule de praf, kg; U 2 – viteza circumferenţială, m/s; r– raza de rotație, m.
Dar o scădere a diametrului ciclonului duce la o scădere a debitului acestuia. Prin urmare, este necesar să instalați mai multe cicloane mici într-un singur aparat.
Astfel de dispozitive de curățare care conțin mai mulți cicloni de diametru mic se numesc multicicloane (Fig. 3.9).
Orez. 3.9. Multiciclon Fig. 3.10. Duza multiciclon
Pe fig. 3.10. este prezentat dispozitivul unui mic ciclon, acesta conține o suprafață în spirală, care trece prin care fluxul de aer începe să se rotească și o conductă centrală prin care este îndepărtat aerul purificat. Cea mai importantă condiție pentru funcționarea normală a multiciclonului este uniformitatea alimentării cu aer a fiecărui ciclon. Eficiența multiciclonului ajunge la 95%. Principalul dezavantaj al multiciclonilor este că se înfundă ușor cu praf datorită diametrului mic al cicloanelor. Prin urmare, este necesar să se mențină regimul de temperatură pentru a evita formarea condensului și acumularea de praf. Temperatura aerului furnizat pentru curățare ar trebui să fie cu 10 0 С mai mică decât temperatura ciclonului; pentru aceasta, corpul ciclonului este acoperit cu izolație termică sau instalat într-o cameră caldă. Colectarea umedă a prafului se realizează în scrubere.
Un scruber este un aparat de curățare a prafului bazat pe interacțiunea gazului curățat cu apa (Fig. 3.11).
Colectarea umedă a prafului se realizează și în turnuri de irigare, diverse camere, cicloane umede. La îndepărtarea particulelor de praf cu apă, sarcina principală este de a obține un contact maxim al particulelor de praf cu picăturile de apă.
G.V. Fedorovich, A.L. Petrukhin
Calculul stării termice a corpului și determinarea condițiilor microclimatice confortabile de lucru.
Puteți lăsa comentariile, feedback-ul și opiniile dvs. despre funcționarea calculatorului pe site-ul nostru. În capitolul .
Principii de lucru detaliate în ghidul de mai jos.
1.1. Scopul calculatorului:- monitorizarea starii conditiilor de munca ale salariatului pentru respectarea normelor si reglementarilor sanitare in vigoare, igienice - stabilirea prioritatii masurilor preventive si evaluarea eficacitatii acestora; - intocmirea unei caracteristici sanitare si igienice a conditiilor de munca ale unui angajat; - analiza relației dintre modificările stării de sănătate a unui angajat și condițiile sale de muncă (în timpul examinărilor medicale periodice, o examinare specială pentru clarificarea diagnosticului); - investigarea cazurilor de boli profesionale, intoxicații și alte probleme de sănătate legate de muncă.
1.2. Calculatorul poate fi folosit:- organele și instituțiile Serviciului Federal de Supraveghere a Protecției Drepturilor Consumatorului și Bunăstarea Umanului în exercitarea controlului asupra implementării regulilor și reglementărilor sanitare, a standardelor de igienă la locul de muncă și a monitorizării sociale și igienice; - organizatii acreditate sa efectueze lucrari de evaluare a conditiilor de munca; - centre de patologie a muncii si medicina muncii, policlinici si alte institutii medicale si preventive care asigura asistenta medicala angajatilor; - angajatorii si angajatii pentru informatii despre conditiile de munca la locul de munca; - organele de asigurări sociale și medicale.
2.1. Axiomatica. Principiile de bază ale evaluării igienice a parametrilor microclimatului și legătura lor cu criteriile stării termice a unei persoane sunt formulate mai jos. Contribuția proceselor din corp și din mediu la schimbul de căldură la granița dintre ele poate fi descrisă numai în termeni inerenți proceselor de schimb de căldură în sine - temperatura mediului și suprafața pielii, rata de evaporarea umidității de la suprafață etc. Alți parametri decât cei care pot fi exprimați în termeni de variabile termodinamice de rutină nu trebuie utilizați. Reacția corpului poate fi doar un răspuns la informațiile pe care le primește de la receptorii săi de temperatură și numai din acele locuri (de la suprafața pielii) unde acești receptori sunt prezenți. Definițiile fluxurilor de căldură și ale condițiilor de echilibru termic în sine nu conțin estimări ale parametrilor de microclimat. Categoriile de evaluare sunt incluse în procedura de analiză pe lângă considerentele de echilibru. Trebuie avut în vedere faptul că mecanismele de adaptare ale organismului sunt foarte eficiente și pot menține echilibrul termic pentru un timp suficient de lung într-o gamă largă de modificări ale condițiilor externe. Sentimentele de confort sau disconfort apar ca urmare a tensiunii mai mici sau mai mari a acestor mecanisme. Estimările cantitative ale gradului de intensitate al mecanismelor de adaptare se pot baza doar pe acei parametri și pot fi descrise în termeni care descriu procesele de transfer de căldură în sine. Astfel, valoarea raporturilor de echilibru pentru căldura produsă și pierdută de organism constă în faptul că numai parametrii incluși în aceste rapoarte pot fi utilizați pentru comparație cu aprecierile subiective ale microclimatului.
2.2. Consum de energie: eliberare și pierdere de energie.Activitatea umană se caracterizează prin mai multe tipuri de putere eliberată:
- Viteza de eliberare a căldurii metabolice totale etaj W- eliberare totală de energie din toate sursele - procese chimice și activitate musculară.
- Rata de eliberare a căldurii metabolice a metabolismului principal (de fundal) în organism w o(≈ 90 W la un adult).
- Rata de eliberare a căldurii suplimentare asociată cu munca efectuată W adaugă. Este evident că W adăugați \u003d W etaj - W o
- Puterea mecanică dezvoltată de mușchi W blană. Ultimele două valori sunt interconectate de eficiența mușchilor h = W mech / W extra. În ciuda oarecare convenționalitate a introducerii acestui coeficient (variază de la persoană la persoană, depinde de tipul de lucru mecanic, de starea generală a corpului etc.), este recomandabil să-l folosești în calcule, deși poate fi considerat egal cu ≈ 0,2. Clasament de căldură W tep, eliberat la un anumit nivel de activitate musculara, poate fi obtinut din rapoarte destul de evidente
| Wtep = Wo+ Wadd-Wmech = Wo+(1-h)* Wadd. | (1) |
Această valoare este inclusă în ecuațiile bilanţului termic, în timp ce documentele normative folosesc valoarea etaj W.
1. Categorie In absenta includ lucrări cu o intensitate a consumului de energie de până la 139 W, efectuate stând în picioare și însoțite de stres fizic ușor (o serie de profesii în instrumente de precizie și întreprinderi de inginerie, în ceasornicarie, producție de îmbrăcăminte, în management etc.).
2. Categorie Ib includ lucrări cu o intensitate a consumului de energie de 140-174 W, efectuate stând, stând în picioare sau mers și însoțite de un anumit stres fizic (o serie de profesii în industria tipografică, în întreprinderi de comunicații, controlori, meșteri în diverse tipuri de producție, etc.).
3. Categorie IIa includ munca cu o intensitate a consumului de energie de 175-232 W, asociate cu mersul constant, mutarea produselor sau obiectelor mici (până la 1 kg) în poziție în picioare sau așezat și care necesită un anumit efort fizic (un număr de profesii în montaj mecanic magazine ale întreprinderilor de construcții de mașini, în producția de filare și țesut etc.).
4. Categorie IIb includ lucrări cu o intensitate de consum de energie de 233-290 W asociate cu mersul, deplasarea și transportul de sarcini de până la 10 kg și însoțite de stres fizic moderat (un număr de profesii în turnătorie mecanizată, laminare, forjare, termică, ateliere de sudură de mașini). -intreprinderi de constructii si metalurgice etc.).
5. Categorie III includ lucrări cu o intensitate energetică mai mare de 290 W, asociate cu mișcare constantă, mișcare și transport de greutăți semnificative (peste 10 kg) și care necesită un efort fizic mare (un număr de profesii în fierărie cu forjare manuală, turnătorii cu umplutură manuală și turnarea cutiilor de turnare pentru întreprinderile de construcții de mașini și metalurgice etc.).
2.4. Principalele canale de transfer de căldură.Organismul poate regla (în anumite limite) intensitatea pierderilor de căldură prin diverse canale și le poate „porni” în diverse combinații, în funcție de situație: intensitatea muncii, parametrii de mediu, gradul de izolare termică a corpului etc. (pentru mai multe detalii, vezi).
Transferul de căldură la plămâni. Fiziologia respirației este descrisă în detaliu în multe lucrări (vezi, de exemplu). Schimbul de căldură și umiditate în timpul respirației este un proces complex în care aerul inhalat este umezit și încălzit (sau răcit) în tractul respirator superior, iar aerul expirat este uscat și răcit (sau încălzit). Procesul este aproape ciclic. Pierderea de căldură în timpul respirației se datorează abaterilor de la ciclicitate - presiunea parțială a vaporilor de apă în aerul expirat este mai mare decât în aerul inspirat, aceasta consumă căldura latentă de vaporizare.La calcul, ar trebui să utilizați o dependență de regresie liniară multiplă a rata de pierdere a umidității în timpul respirației pe parametrii meteorologici (temperatura și umiditatea aerului), precum și din caracteristicile fiziologice ale corpului (ritmul respirator, volumul mare), obținuți în muncă. Recalcularea la parametrii incluși direct în ecuațiile de echilibru se efectuează în carte. Dependența pierderii de căldură în timpul respirației Wleg de intensitatea activității musculare și a parametrilor aerului - temperatura ta și umiditatea absolută aa este determinată de formula: / m 3, γp \u003d 12. Proporția eliberării de energie suplimentară datorată activității musculare este notă cu ω: ω = Wadd/Wo , iar funcția γ(ω) = 1 + ω*(0,5 + ω) interpolează o creștere a ratei ventilației pulmonare cu o creștere în activitatea musculară. Valoarea Wleg ar trebui să fie scăzută din puterea termică Wtherm atunci când se calculează pierderile de căldură de la suprafața corpului. Datorită schimbului de căldură la marginea pielii - suprafața interioară a îmbrăcămintei, puterea Wpol - Wleg trebuie îndepărtată. Recalculând puterea pe unitatea de suprafață corporală, obținem densitatea fluxului de căldură Aici S ≈ 2 m 2 - aria suprafeței corpului unui adult. Fluxul cu densitatea Jko trebuie asigurat prin schimb de căldură conductiv între piele și îmbrăcăminte. Îmbrăcăminte pentru piele cu schimb de căldură conductiv. Debitul Jco de căldură prin haine este determinat de diferența de temperatură dintre pielea tk și suprafața hainelor tp și rezistența termică a hainelor Iclo: , unde ι = 0,155 °C * m 2 / W este coeficientul de conversie. unități convenționale Clo în rezistența termică reală a hainelor. Pierderea de căldură de la suprafața îmbrăcămintei. Canalele de schimb de căldură conductive și radiative funcționează pe suprafața îmbrăcămintei. Schimbul de căldură conductiv cu mediul este proporțional cu diferența de temperatură dintre suprafața îmbrăcămintei și aer: aici valoarea vitezei aerului Va este substituită în unități de m/s. Un alt canal de schimb de căldură pe suprafața îmbrăcămintei este schimbul de căldură datorită radiației și absorbției energiei radiante. Dacă densitatea fluxului de energie radiantă incidentă pe suprafață este prezentată sub formă de radiație), atunci fluxul de căldură de la suprafața îmbrăcămintei va avea forma
| Jrad \u003d εpo * σ * (Tp 4 - Trad 4) | (8) |
| Wpot= Kk*S*(1 - RH*exp[ (tv - tk)/ la ]) | (9) |
2.5. Caracteristicile fiziologice ale stării termice a corpului.
Sunt utilizate date generalizate despre modificările parametrilor fiziologici în timpul activității musculare, date în carte. Pentru a asigura starea termică normală a organismului, trebuie respectate anumite relații între intensitatea activității musculare (determinată, de exemplu, de valoarea puterii mecanice Wmech sau de valoarea degajării totale de energie Wpol, legată în mod unic de aceasta prin relația (1) și astfel de reacții fiziologice ale corpului, cum ar fi cantitatea de umiditate pierdută și temperatura medie ponderată a pielii (STC). Există două moduri de funcționare a sistemelor de termoreglare. Una dintre ele este „naturală” pentru organism, în timp ce persoana se simte confortabil. Condițiile externe care asigură o astfel de stare sunt definite ca fiind optime. Pentru a asigura un regim de temperatură normal în condiții externe neoptimale, sistemele de reglare ale corpului încep să funcționeze cu o anumită tensiune a capacităților lor. Totuși, dacă condițiile externe nu sunt prea diferite de cele optime, tensiunea sistemelor termostatice este suficientă pentru a menține echilibrul termic. Concretizarea acestei descrieri calitative a stării termice a corpului este dată mai jos. Tabelul 1.
Indicatori ai stării termice a unei persoane, care stau la baza dezvoltării cerințelor pentru parametrii microclimatului optim.
| Natura muncii | Consumul de energie Wpol, W | Pierderea de umiditate, Q, g/h | SVTK, °С |
| Lumina, categoria Ia | până la 139 | 40-60 | 32,2 - 34,4 |
| Lumină, categoria I b | 140-174 | 61-100 | 32,0 - 34,1 |
| Mediu, categoria IIa | 175-232 | 80-150 | 31,2 - 33,0 |
| Mediu, categoria IIb | 233-290 | 100-190 | 30,1 - 32,8 |
| Grea, categoria III | 291 - 340 | 120-250 | 29,1 - 31,0 |
Împărțirea valorilor pierderii de umiditate și SVTK se datorează faptului că acestea sunt legate de gama de energie consumată.
Fig.1. Rata de pierdere a umidității corespunzătoare stării confortabile a corpului (linia de mijloc) și tensiunea admisă a sistemelor de termoreglare (linii extreme).
În Fig.1, datele din Tabelul 1 privind pierderea de umiditate a corpului sunt prezentate în formă grafică. În interiorul dreptunghiurilor, conform datelor din tabelul 1, indicatorii stării termice a unei persoane corespund celor confortabili. Limitele tensiunilor admisibile ale sistemului de termoreglare sunt determinate de liniile drepte superioare și inferioare de pe plan (W,Q). În afara limitelor definite de aceste linii, sistemele de termoreglare sunt suprasolicitate și începe supraîncălzirea sau hipotermia organismului. Pentru calcule, puteți utiliza interpolarea dependenței pierderii de umiditate Q de consumul de energie W de forma Recalcularea la energia cheltuită pentru evaporarea transpirației oferă o formulă similară, în care coeficientul K = r * k este 0,26 pentru limita inferioară a valorilor permise, 0,39 pentru optim și 0,61 pentru limita superioară a valorilor admisibile. Grafice similare pentru temperatura medie ponderată a pielii tk în funcție de consumul de energie Wpol sunt prezentate în Fig.2.
Fig.2. Temperatura medie ponderată a pielii corespunzătoare stării confortabile a corpului (linia mijlocie) și stresului admisibil al sistemelor de termoreglare (linii extreme).
Se poate observa că, spre deosebire de rata de pierdere a umidității, care crește odată cu consumul de energie, temperatura pielii scade odată cu creșterea Wpol. Acest lucru este destul de așteptat, pentru că. cu cât producția de căldură este mai mare, cu atât mai intensă ar trebui să fie îndepărtarea acesteia din părțile interne ale organismului la suprafață. Pentru aceasta (la o temperatură constantă a organelor interne) este necesară o scădere a temperaturii pielii. Pentru calcule, este posibil să se utilizeze interpolarea dependenței SVTC de consumul de energie Wpol de forma , unde scala de temperatură t1 este egală cu 33,1 °С pentru limita inferioară a valorilor admisibile, 35,4 °С pentru optim și 36,5 °С pentru limita superioară a valorilor admisibile. Pentru scara de putere W1, valorile corespunzătoare sunt 2739W, 2185W și, respectiv, 3094W. Dacă capacitățile de reglementare ale sistemelor de întreținere a echilibrului termic nu sunt suficiente, entalpia (conținutul de căldură) al corpului începe să se schimbe. Acest lucru duce la disconfort și, cu variații mari de entalpie - la tulburări de sănătate cauzate profesional. Pentru un microclimat de încălzire, relația dintre excesul de entalpie și clasa condițiilor de muncă, precum și cu o evaluare descriptivă a riscului de supraîncălzire a corpului, este prezentată în Tabelul 2. Masa 2.
Efectele nocive ale excesului de entalpie corporală asupra sănătății lucrătorilor.
În mod similar, efectele nocive ale condițiilor microclimatice cresc atunci când organismul este suprarăcit. Pentru un microclimat de răcire, relația dintre deficitul de entalpie și clasa condițiilor de muncă este prezentată în Tabelul 3. Tabelul 3
Efectele nocive ale deficitului de entalpie corporală asupra sănătății lucrătorilor
Evaluarea calitativă a riscurilor coincide cu datele din Tabelul 2 pentru clasele corespunzătoare de condiții de muncă. Datele prezentate în tabelele 1 - 3, împreună cu algoritmii descriși mai sus pentru calcularea schimbului de căldură al corpului cu mediul extern, stau la baza evaluării condițiilor de lucru pe baza rezultatelor măsurătorilor parametrilor microclimatici reali ai mediului de producție. .
3. Indicatori controlați ai microclimatului.
Din rapoartele date la paragraful 2.4 de mai sus, rezultă că atunci când se studiază starea termică a unei persoane, trebuie măsurați următorii parametri de microclimat:
temperatura aerului Ta;
umiditatea relativă a aerului RH;
viteza aerului Va;
intensitatea iradierii termice IR;
Rolul relativ al parametrilor enumerați nu este același. Temperatura aerului intră direct în ecuațiile de echilibru termic. Scara caracteristică a variațiilor de temperatură, judecând după datele prezentate în tabelul 1, este de câteva zecimi de grad. Aceasta corespunde unei incertitudini relative de ≈ 10 -3 (0,1%) și stabilește eroarea admisibilă a echipamentului de măsurare. Umiditatea relativă RH determină cantitatea de pierdere de căldură pulmonară. Această valoare este o mică fracțiune (nu mai mult de 25%) din transferul de căldură prin canalul de pierdere de căldură conductiv, conform formulei (2), valoarea relativă a termenului proporțional cu umiditatea aerului nu este mai mare de 20% din valoare. dintre termenii rămași. Aceste circumstanțe determină cerințele scăzute pentru măsurarea umidității relative. O eroare de 5 - 10% este destul de acceptabilă pentru măsurarea umidității relative. Viteza mișcării aerului determină direct coeficientul de transfer de căldură de la suprafața îmbrăcămintei conform formulei (7). Deoarece incertitudinea diferenței de temperatură dintre aer și suprafața îmbrăcămintei poate fi de câteva procente, atunci, în consecință, cerințele de ≈ 5-10% pentru eroarea relativă în măsurarea vitezei oferă o rigoare de măsurare destul de suficientă. Estimarea intensității expunerii termice introduce cea mai mare incertitudine în calculele influenței microclimatului asupra stării termice a corpului muncitorului. Cea mai fiabilă modalitate de a măsura această valoare este utilizarea unui termometru cu balon.
3.1. Măsurarea valorii efective a expunerii termice.Fluxul de căldură datorat radiației infraroșii este o mărime vectorială. În consecință, senzorii utilizați în instrumentele de măsură pot fi fie direcționali, fie izotropi. Aproape toate dispozitivele utilizate în practica casnică de control sanitar și igienic sunt radiometre IR cu unghi de vizualizare limitat. Aceste dispozitive cu senzori direcționali pot fi utilizate pentru măsurarea fluxurilor de radiații termice din surse cu dimensiuni unghiulare mici care se încadrează complet în câmpul vizual al radiometrului. În cazul unei surse mari, sau dacă există mai multe surse și iradierea are loc din mai multe direcții, prelucrarea rezultatelor măsurătorilor este o sarcină nebanală care nu are întotdeauna o soluție corectă. Problema este practic de nerezolvat pentru sursele nestaționare (de exemplu, în mișcare). Termometrul cu bile (sfera Vernon) este un instrument cu sensibilitate izotropă, cel mai potrivit pentru măsurarea expunerii termice integrale (comprehensive). Algoritmul corespunzător pentru conversia rezultatelor măsurătorilor de temperatură în expunere termică integrală este descris în. O astfel de recalculare se bazează pe ecuația de echilibru a fluxului de căldură pentru sferă.Această valoare ar trebui utilizată atunci când se evaluează starea termică a corpului. Relația (16) determină efectul termic al radiației IR prin temperaturi bine măsurabile ale sferei Tg și aerului Ta, cu toate acestea, include și temperatura suprafeței îmbrăcămintei Tc, a cărei măsurare este mult mai dificilă: trebuie să fie măsurată în mai multe locuri de îmbrăcăminte cu media ulterioară a rezultatelor. Pierzând oarecum în precizie, putem înlocui temperatura Tc din (16) cu temperatura aerului Ta. Acest lucru duce la o simplificare semnificativă a procedurii de monitorizare a parametrilor microclimatului. Rezultatul unei astfel de înlocuiri are semnificația unui flux eficient de radiație termică, el este cel care este supus raționalizării igienice.
| ΔJ \u003d ε * σ * (T g 4 -T a 4) + h c * (T g -T a) | (17) |
Fluxuri de iradiere termică corespunzătoare diferenței Δt a temperaturilor aerului ta și termometrului cu bilă
|
ta |
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 |
| ΔJ \u003d * (T g -T a) | (18) |
4. Alegerea îmbrăcămintei ca mijloc de protecție individuală împotriva efectelor adverse ale parametrilor meteorologici.
Recomandările rezonabile privind alegerea îmbrăcămintei care asigură o muncă confortabilă în condiții de producție reale reprezintă un punct important în cercetarea sanitară și igienă în timpul locurilor de muncă automatizate și al controlului producției. Alegând îmbrăcămintea potrivită, puteți îmbunătăți semnificativ condițiile de muncă și puteți reduce riscurile profesionale fără a schimba mediul de lucru. Pentru aceasta însă, recomandările trebuie să fie fundamentate convingător prin rezultatele calculelor schimbului de căldură al organismului cu mediul.
Materialele articolelor 2-3 indică faptul că cele două canale principale de schimb de căldură cu mediul - radiația și conductiv - determină starea termică a corpului (vezi, de exemplu, expresia (17) pentru viteza de încălzire). Pentru a determina împotriva ce EIP ar trebui să se protejeze, este necesar să se evalueze rolul relativ al canalelor de transfer de căldură menționate.
Estimările pot fi făcute folosind relația (16), în care diferența dintre puterile a patra de temperatură este estimată prin diferența de temperaturi în sine (vezi mai sus trecerea de la (17) la (18)). Cu alte cuvinte, atunci când temperatura radiației depășește temperatura normală a camerei, ar trebui să se protejeze de expunerea termică excesivă, iar la temperaturi de radiație mai scăzute - de supraîncălzirea sau hipotermia corpului din cauza transferului de căldură conductiv.
4.2. Salopete din țesătură care reflectă căldura pentru „magazine fierbinți”.
Îmbrăcămintea de protecție termică oferă protecție pentru lucrătorii care lucrează în magazine fierbinți împotriva scânteilor, calcarului, stropilor de metal topit, căldurii radiante. Gama unor astfel de salopete este reprezentată de costume, șorțuri, mănuși, salopete. Pentru fabricarea salopetelor se folosesc țesături de in și bumbac cu impregnări ignifuge. Majoritatea acestor țesături au o suprafață suficient de densă și netedă, de pe care scântei și stropi de metal topit se desprind cu ușurință. Pentru a reflecta căldura radiantă, se folosesc materiale non-textile cu un strat de aluminiu.
Costumele pentru lucru în magazine fierbinți sunt realizate conform GOST 9402-70 (bărbați) și conform GOST 9401-70 (femei). Designul acestor costume poate fi construit pe baza bazei de proiectare a variantei a doua și a treia a primului grup de produse de îmbrăcăminte de lucru. Acest tip de îmbrăcăminte este destinat lucrătorilor de diverse profesii (oțel, asistent de oțel, macaragiu, role, cazan, turnător, fierar etc.). Costumul este utilizat atunci când se lucrează în ateliere cu vatră deschisă, topire a oțelului, laminare, turnătorie-cazană și fierărie, în care temperatura la locul de muncă ajunge la + 50 ° C, iar intensitatea expunerii la căldură radiantă este de până la 18- 20 cal / (cm2min).
Recomandările rezonabile privind alegerea îmbrăcămintei care asigură o muncă confortabilă în condiții de producție reale reprezintă un punct important în cercetarea sanitară și igienă în timpul locurilor de muncă automatizate și al controlului producției.
Alegând îmbrăcămintea potrivită, puteți îmbunătăți semnificativ condițiile de muncă și puteți reduce riscurile profesionale fără a schimba mediul de lucru. Pentru aceasta însă, recomandările trebuie să fie fundamentate convingător prin rezultatele calculelor schimbului de căldură al organismului cu mediul. În funcție de obiectivele unor astfel de calcule (cerințe pentru parametrii de microclimat, restricții privind consumul de energie, calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei etc.), ar trebui selectate un algoritm și o secvență de analiză a canalelor individuale de schimb de căldură. Utilizarea unui termometru cu bile simplifică și rafinează foarte mult calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei care oferă protecție individuală împotriva efectelor adverse ale condițiilor microclimatice.
Dacă inițial este stabilită de consumul total de energie Wpol, pentru calculele transferului de căldură, puterea mecanică Wmech, pierderea de căldură pentru evaporarea transpirației Wpot și pierderea de căldură în timpul respirației Wleg ar trebui să fie scăzute din ele. Puterea rămasă Wh = Wpol - Wpot - Wleg trebuie disipată prin îmbrăcăminte. Fluxul termic corespunzător J este dat de formulele:
| J \u003d W h ⁄ S \u003d (t s - t c) ⁄ Iclo | (21) |
Studiile privind fiziologia termoreglării arată că pentru fiecare nivel de consum de energie există o temperatură optimă a pielii determinată fiziologic ts, astfel încât dacă determinăm temperatura suprafeței îmbrăcămintei ts, atunci din ecuația (16) putem determina valoarea lui rezistența termică a îmbrăcămintei Iclo, care asigură condiții optime de lucru cu costurile totale de energie date Wpol. Pentru determinarea tc, ecuația transferului de căldură se rezolvă ținând cont de canalele conductoare și radiative de transfer de căldură de pe suprafața îmbrăcămintei: prin rezolvarea cărora determinăm temperatura Tc a suprafeței îmbrăcămintei, după care se determină Iclo din (21).
Coeficientul de transfer de căldură hg de la suprafața sferei Vernon este determinat atât de proiectarea sferei (diametrul acesteia), cât și de parametrii meteorologici (viteza aerului, temperatură etc.). Este posibil să alegeți o sferă pentru care acest coeficient să fie egal cu coeficientul de transfer termic hcc al suprafeței îmbrăcămintei. În acest caz, temperatura aerului Ta nu este inclusă în ecuația pentru determinarea temperaturii suprafeței îmbrăcămintei Tc - citirile unui termometru cu bilă sunt suficiente pentru a determina Tc. Acest lucru simplifică foarte mult calculul rezistenței termice a îmbrăcămintei care asigură condiții confortabile de lucru.
În orice caz, folosirea îmbrăcămintei cu rezistență termică corect calculată este un exemplu de selecție eficientă a echipamentului individual de protecție împotriva efectelor adverse ale condițiilor microclimatice. Un exemplu de calcule specifice care demonstrează cât de mult pot fi îmbunătățite condițiile de muncă în acest fel este dat în lucrare. Este destul de realist să reduceți clasa de pericol cu 2-3 puncte.
5. Algoritmi pentru prelucrarea rezultatelor măsurătorilor.
5.1.
Ecuațiile date la paragrafele 2-4 pot fi folosite pentru a rezolva diverse probleme legate de optimizarea schimbului de căldură între corpul lucrătorului și mediu. Rezultatele unor astfel de calcule conduc la o „neclară” a graniței dintre microclimatul de încălzire și de răcire. Se poate demonstra că, în funcție de cantitatea de energie consumată, de calitatea îmbrăcămintei și de alți factori, lucrul într-un mediu cu aceiași parametri microclimatici poate duce în unele cazuri la supraîncălzirea organismului, iar în altele la hipotermie. Această împrejurare este ilustrată de date tabelul 5.
Tabelul 5
Viteza de acumulare a entalpiei dH ⁄ dt (kJ ⁄ kg ⁄ oră) la efectuarea lucrărilor cu consum total de energie Wpol (W) efectuate în haine cu rezistență termică Clo (c.u.)
| Clo Wpol |
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 |
La construirea acestui tabel s-au luat următorii parametri de mediu: temperatura aerului ta = 20°C, temperatura termometrului cu bilă tg = 23 oC, umiditatea relativă a aerului RH = 50%, viteza aerului Va = 0,25 m/s, coeficientul de absorbție termică. radiația de la suprafața hainelor ε = 0,3, greutatea lucrătorului 75 kg.
Se poate observa că atunci când se execută chiar și o muncă destul de grea (cu consum de energie de până la 200 W) în îmbrăcăminte ușoară, corpul se poate suprarăci (dH ⁄ dt< 0), т.е. этот микроклимат будет охлаждающим, но при выполнении работы в одежде с большим термосопротивлением (Clo >1) se poate observa supraîncălzirea corpului (dH ⁄ dt > 0), adică. același microclimat ar trebui recunoscut ca încălzire.
5.2.
Calculul bilanţului termic poate fi utilizat pentru a selecta îmbrăcăminte care oferă condiţii de lucru confortabile sau cel puţin acceptabile. Ca exemplu de rezultate ale unui astfel de calcul, pot fi citate datele cuprinse în Tabelul 6.
În calcule, s-a presupus că iradierea termică duce la faptul că temperatura termometrului cu balon este cu 2,5°C mai mare decât temperatura aerului. Umiditatea relativă a aerului a fost presupusă a fi de 35%, viteza aerului Va = 0,25 m/s, gradul de non-înnegrire a suprafeței îmbrăcămintei în regiunea IR a spectrului ε ≈ 0,2.
Tabelul 6
Rezistența termică (Clo) a îmbrăcămintei care asigură condiții optime și acceptabile de lucru cu un anumit consum de energie W (W) la o anumită temperatură a aerului 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 | <0 | |
| 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 | <0 | <0 | |
| 140 | 1,41 | 1,13 | 0,88 | 0,64 | 0,42 | 0,21 |
| 1,04 | 0,78 | 0,53 | 0,31 | 0,1 | <0 | |
| 0,76 | 0,5 | 0,27 | 0,06 | <0 | <0 | |
| 160 | 1,18 | 0,92 | 0,69 | 0,48 | 0,28 | 0,1 |
| 0,82 | 0,58 | 0,36 | 0,16; | <0 | <0 | |
| 0,56 | 0,34 | 0,13 | <0 | <0 | <0 | |
| 180 | 0,97 | 0,74 | 0,53 | 0,34 | 0,16 | <0 |
| 0,63 | 0,41 | 0,22 | 0,04 | <0 | <0 | |
| 0,4 | 0,19 | 0,01 | <0 | <0 | <0 | |
| 200 | 0,79 | 0,58 | 0,38 | 0,21 | 0,05 | <0 |
| 0,46 | 0,26 | 0,09 | <0 | <0 | <0 | |
| 0,25 | 0,07 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 220 | 0,62 | 0,43 | 0,25 | 0,1 | <0 | <0 |
| 0,31 | 0,13 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 0,12 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 240 | 0.46 | 0.29 | 0.13 | <0 | <0 | <0 |
| 0.17 | 0,01 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 260 | 0.32 | 0.16 | <0 | <0 | <0 | <0 |
| 0,04 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| 280 | 0.18 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | |
| <0 | <0 | <0 | <0 | <0 | <0 |
În tabelul 6, fiecare combinație de parametri (W, ta) corespunde la trei valori ale rezistenței termice a îmbrăcămintei. Valoarea medie corespunde stării optime a corpului: temperatura optimă a pielii și transpirația optimă (vezi paragrafele 2-4 de mai sus). Valorile extreme ale Clo corespund tensiunii admisibile a sistemelor de termoreglare ale corpului: cea superioară corespunde temperaturilor minime ale pielii și transpirației, cea inferioară corespunde valorilor maxime ale acestor parametri.
Modul de interpretare a acestor rezultate poate fi ilustrat prin exemplul de lucru cu 100 W la 16°C (triada din stânga sus în tabel). Condițiile de lucru în hainele cu rezistență termică de la 2,06 Clo până la 1,3 Clo sunt acceptabile, iar dacă Clo se apropie de 1,7, condițiile vor fi optime. RTD-urile negative nu sunt posibile pentru îmbrăcămintea obișnuită, astfel încât celulele corespunzătoare din Tabelul 5 ar trebui interpretate ca „îngustând” intervalele de posibile RTD-uri pentru îmbrăcăminte. De exemplu, atunci când se lucrează cu un consum de energie de 100 W la o temperatură de 26 ° C (triada dreapta sus în tabel), condițiile permise sunt limitate de rezistențele îmbrăcămintei de la 0,49 la 0 (fără îmbrăcăminte) și îmbrăcămintea cu Clo = 0,16 creează condiții optime de lucru.
Cu o creștere a consumului de energie, rezistența termică admisă a îmbrăcămintei scade, de exemplu, la W = 200 W și ta = 16 ° C, rezistența termică în intervalul de la 0,25 la 0,79 Clo (optim 0,46 Clo) este acceptabilă. La o temperatură a aerului de 26 ° C, este imposibil să alegeți haine pentru a crea condiții de lucru acceptabile. Un astfel de microclimat poate fi numit absolut încălzire pentru lucru cu un consum de energie de 200 de wați. La ta = 22°C, îmbrăcămintea cu rezistență termică până la ≈ 0,2 Clo asigură condiții de lucru acceptabile, dar este imposibil să se asigure condiții optime doar selectând rezistența termică a îmbrăcămintei.
5.3.
Funcționarea la temperaturi scăzute a aerului poate fi optimizată prin utilizarea încălzitoarelor cu infraroșu. Selectarea valorilor cerute ale expunerii termice se poate face și pe baza raporturilor de echilibru din clauza 3.4. Rezultatele calculelor corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul 7. Calculele presupuse: temperatura aerului 12,5°C; umiditatea relativă a aerului RH = 35%; viteza aerului Va = 0,25 m/s; gradul de non-înnegrire a suprafeței îmbrăcămintei în regiunea IR a spectrului ε ≈ 0,4.
Structuri de date în celulele din tabelul 6 și din tabelul 5. Sunt asemănătoare.
Datele prezentate indică faptul că la un consum redus de energie (de exemplu, la W = 100 W), iradierea termică a unei persoane îmbrăcate lejer (Clo ≈ 0,4) ar trebui să fie la nivelul de 320 W/m2, totuși, dacă rezistența termică de îmbrăcăminte este suficient de mare (Clo ≈ 2,4), practic nu este necesară iradierea suplimentară. Pentru lucrările cu consum mare de energie (de exemplu, la W = 200 W), este necesară încălzirea suplimentară (la nivelul de 170 W/m2) numai pentru lucrătorii îmbrăcați ușor, dar chiar și cu rezistența termică a îmbrăcămintei Clo ≈ 1, absența expunerea termică suplimentară va fi optimă. Rezultatele negative ale calculelor de iradiere termică la un consum mare de energie indică necesitatea răcirii suplimentare. De exemplu, dacă W = 300 W, numai îmbrăcăminte ușoară (cu Clo< 0,5) может обеспечить допустимые (но не оптимальные) условия труда. Для одежды с большим термосопротивлением работа с W = 300 Вт будет приводить к недопустимому перегреву организма. Единственная возможная защита от перегрева в этом случае - ограничение времени работы, с тем, чтобы дополнительная энтальпия не превышала допустимых величин (см. выше п.2.5).
Tabelul 7
| Intensitatea iradierii termice (W/m 2), necesară pentru menținerea echilibrului termic atunci când se efectuează lucrări cu costuri energetice W (W) în hainele cu rezistență termică Сlo | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | |
| L (W) | ||||||
| 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 | < 0 | |
| 120 | 360,7 | 289,19 | 218,37 | 148,22 | 78,73 | 9,88 |
| 292,07 | 220,9 | 150,42 | 80,6 | 11,43 | < 0 | |
| 235,19 | 164,38 | 94,24 | 24,77 | < 0 | < 0 | |
| 140 | 340,74 | 259,01 | 178,19 | 98,23 | 19,13 | < 0 |
| 264,8 | 183,49 | 103,06 | 23,5 | < 0 | < 0 | |
| 206,5 | 125,58 | 45,53 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 160 | 319,54< 0 | 227,23 | 136,05 | 45,99 | < 0 | < 0 |
| 236,3 | 144,48 | 53,78 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 176,58 | 85,17 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 180 | 295,92 | 192,25 | 90,01 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 205,4 | 102,3 | 0,61 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 144,25 | 41,59 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 200 | 268,39 | 152,11 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 170,6 | 54,98 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 108,02 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 220 | 235,2 | 104,48 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 130,16 | 0,22 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 66,15 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 240 | 194,31 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 82,05 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 16,6 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 260 | 143,39 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| 23,95 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | <0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 280 | 79,87 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| 300 | 0,89 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
| < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | < 0 | |
6. Literatură
1. Timofeeva E.I., Fedorovich G.V. Monitorizarea ecologică a parametrilor microclimatului. M., NTM-Protection, 2007, 212 p.
2. Ivanov K.P. etc.Fiziologia termoreglarii. L, Nauka, 1984, 470 p.
3. Krichagin V.I. Principiile unei evaluări obiective a stării termice a organismului. - In carte. Medicina aviatica si spatiala (sub redactia Parin V.V.).-M. 1963. p. 310-314.
4. Breslav I.S., Isaev G.G. (ed.). Fiziologia respirației - Sankt Petersburg, Nauka, 1994, 680 p.
5. Ergonomia mediului termic - Determinarea analitică și interpretarea confortului termic folosind calculul indicilor PMV și PPD și criteriile locale de confort termic” ISO 7730:2005(E).
6. Hirs D., Pound G., Evaporation and Condensation, (tradus din engleză), IIL, M., 1966.
7. Fedorovich G.V. Parametrii de microclimat care asigură condiții confortabile de lucru. // Biot - 2010 - №1 - p.75
