3.2. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности

3.2.1 Защита от воздействия теплового излучения, высоких и низких температур окружающей среды

3.2.1.1. Вентиляция

3.2.1.2 Отопление

3.2.1.3 Защита от избытков тепла

3.2.2. Освещение

3.2.2.1 Основные определения

3.2.2.2 Естественное освещение

3.2.2.3 Искусственное освещение

3.2.2.4. Светильники

3.2.1 Защита от воздействия теплового излучения, высоких и низких температур окружающей среды

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организ­ма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения. Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительна влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м³воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влаж­ность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных пу­тей работающего. Подвижность воздуха эффективно способствует тепло­отдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. Для создания нормальных условий труда в производственных по­мещениях обеспечивают нормативные значения параметров микро­климата — температуры воздуха, его относительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового излучения.

мостигается удалениемнностями технологического процесса.и набочей зоны зависит от00000000000000000000000000000000000000000000000

Рисунок 3.2.1. – Методы нормализации микроклиматических параметров в производственном помещении

Выбор средств нормализации микроклиматических параметров воздуха рабочей зоны обусловливается особенностями технологического процесса. Для создания требуемых параметров микроклимата в произ­водственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства (рис. 3.2.1.).

3.2.1.1. Вентиляция

Вентиляцией называется комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. В зависимости от способа перемещения воздуха в производственных помещениях вентиляция делится на естественную и искусственную (механическую). Применение вентиляции обосновывается расчетами в которых учитываются: температура, влажность воздуха, концентрации выделяемых вредных веществ, величина избытка тепла. Если в помещении нет вредных выделений, то вентиляция должна обеспечивать воздухообмен не менее 30м³/час на каждого работающего (для помещений с объёмом до 20м³ на одного работающего). Рассмотрим основные виды вентиляции, применяемые для нормализации основных микроклиматических параметров.

По способу перемещения воздуха вентиля­ция может быть как естественной, так и с механическим побуж­дением, возможно также сочетание этих двух способов. Естественная вентиляция производственных помещений самый дешевый вид вентиляции, поскольку осуществляется за счет:

- разности температур в помещении и наружного воздуха (тепловой напор);

- действия ветра (ветровой напор).

Основной её недостаток заключается в том, что и приточный и удаляемый из помещения воздух не проходит предварительной очистки, что может стать источником загрязнения воздуха как внутри помещения, ток и вне его. Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной (рис.3.2.2).

В помещениях небольшого объема и в помещениях, расположенных в многоэтажных производственных зданиях применяют канальную аэрацию, при которой загрязненный воздух удаляется через вентиляционные каналы в стенах. Для усиления вытяжки на выходе из каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы – устройства, создающие тягу при обдувании их ветром. При этом поток воздуха, ударяясь о дефлектор и обтекая его, создает вокруг него разрежение, обеспечивающее подсос воздуха из канала.

Рисунок 3.2.2 – Виды естественной вентиляции в помещениях

Бесканальная аэрация используется в помещениях большого объема со значительными избытками теплоты. Организованная естественная вентиляция (аэрация) обеспечивает воздухообмен в заранее рассчитанных объёмах и регулируемый в соответствии с метеорологическими условиями. Для получения расчетного воздухообмена вентиляционные проемы в стенах и потолке (при бесканальной аэрации) оборудуют фрамугами, с помощью которых регулируется воздухообмен при изменении наружной температуры или скорости ветра. Тепловое давление, в результате которого воздух поступает в помещение и выходит из него, образуется за счет разности температур наружного и внутреннего воздуха. Разность этих давлений на одном и том же уровне называется внутренним избыточным давлением. Оно может быть как положительным, так и отрицательным. При отрицательном избыточном давлении воздух поступает во внутрь помещения, а при положительном – из помещения. Расчет аэрации обычно выполняется по одному из трёх вариантов:

1. при действии разности плотности воздуха внутри помещения и вне его (теплового давления);

2. при действии ветра (ветрового давления);

3. при совместном действии теплового и ветрового давлений.

При механической вентиляции воздух перемещается с помо­щью специальных воздуходувных машин-вентиляторов, создаю­щих определенное давление и служащих для перемещения воз­духа в вентиляционной сети. Чаще всего на практике использу­ют осевые и радиальные вентиляторы.

Воздух, всасываемый вентиляторами из атмосферы, после очистки и подогрева поступает в специальные каналы, называе­мые воздуховодами, и разводится по производственному поме­щению. Такая вентиляция называется приточной. Нагретый воз­дух из помещения, содержащий водяные пары, химические вещества или избытки тепла отводится из по­мещения с помощью системы вытяжной вентиляции. При вытяжной системе вентиляции загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через сеть воздуховодов с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается. Чистый воздух подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций.

Приточная и вытяжная ветвь вентиляции могут быть объе­динены, в этом случае система вентиляции называется приточно-вытяжной. Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из по­мещения и прошедшего очистку в системе приточной вентиля­ции. При этом рециркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающего из атмосферы. Использование такой системы вентиляции позволяет снизить расходы на очист­ку воздуха, поступающего из атмосферы, и на его нагрев в хо­лодное время года.

По месту действия вентиляция бывает общеобмен­ной и местной. Общеобменная вентиляция обеспечивает поддер­жание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная — в определенной его части. В отличие отобщеобменной приточной вентиляции она подает воздух не во все помещения, а лишь в ограниченную часть. Различают сле­дующие устройства местной приточной вентиляции: воздушные души и оазисы, а также воздушно-тепловые завесы.

Воздушные души применяются для защиты работающих от воздействия теплового излучения интенсивностью 350 Вт/м² и более. Принцип действия этого устройства основан на обдуве работающего струей увлажненного воздушного потока, скорость которого составляет 1—3,5 м/с. При этом увеличивается тепло­отдача от организма человека в окружающую среду.

В воздушных оазисах, представляющих собой часть производ­ственного помещения, ограниченного со всех сторон перенос­ными перегородками, создаются требуемые параметры микро­климата. Указанные источники используются в горячих цехах.

Для защиты людей от переохлаждения в холодное время года в дверных проемах и воротах устраивают воздушные и воздушно-тепловые завесы. Принцип их работы основан на том, что под уг­лом к холодному воздушному потоку, поступающему в помеще­ние, направлен воздушный поток (комнатной температуры или подогретый), который либо снижает скорость и изменяет направ­ление холодного воздушного потока, уменьшая вероятность воз­никновения сквозняков в производственном помещении, либо подогревает холодный поток (в случае воздушно-тепловой заве­сы). Такие воздушно-тепловые завесы установлены на входах на станции метрополитена, а также в дверях крупных магазинов.

Если загрязнения необходимо уловить непосредственно у мест возникновения, то устраивают вытяжную местную вентиляцию, которая реализуется в вытяжных шкафах, зонтах, бортовых отсосах и т.д.(табл.3.2.1)

Таблица 3.2.1 – Виды местной вытяжной вентиляции

Вид устройства	Краткая характеристика устройства
Защитно-пылевой кожух	Служит для удаления пыли при обработке материалов на шлифовальных, обдирочных, полировальных, заточных и т.д. станках
Вытяжной шкаф	Обеспечивает укрытие источников вредных выделений со всех сторон и применяется при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске, расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров
Всасывающие панели	Применяются в качестве местных отсосов на производстве при ручных операциях (сварка, пайка, резка металлов). В быту используются на кухне – кухонные вытяжки.
Вытяжные зонты	Применяются для локализации вредных веществ с тепловыделениями, создающими устойчивый восходящий поток.
Пылегазоприёмники сварочных автоматов и полуавтоматов	Служат для приемки пыли и газов при выполнении сварочных работ, монтируются непосредственно на сварочной головке.
Бортовые отсосы	Представляет собой щелевидные воздуховоды, устанавливаемые у промышленных ванн, с открытой поверхности которых выделяются вредные вещества. Затягиваемый в щель воздух, двигаясь над открытой поверхностью ванны, увлекает с собой вредные выделения, не давая им распространиться по помещению.

В настоящее время для поддержания требуемых параметров микроклимата широко применяются установки для кондицио­нирования воздуха (кондиционеры). Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое поддержание в производ­ственных или бытовых помещениях независимо от внешних ме­теорологических условий постоянных или изменяющихся по оп­ределенной программе температуры, влажности, чистоты и ско­рости движения воздуха, сочетание которых создает комфортные условия труда или требуется для нормального протекания техно­логического процесса. Кондиционер — это автоматизированная вентиляционная установка, которая поддерживает в помещении заданные параметры микроклимата. Эксплуатация установок для кондиционирования воздуха обычно дороже, чем вентиляцион­ных систем.

Расход приточного воздуха L м³/ч, для системы вентиляции и кондиционирования следует определять расчетом и принимать больший из расходов, требуемых для обеспечения:

а) санитарно-гигиенических норм;

б) норм взрывопожарной безопасности.

Расход воздуха определяют отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий, принимая большую из величин, полученных по формулам (3.2.1) — (3.2.7) (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м³):

а) по избыткам явной теплоты:

(3.2.1)

б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ;

(3.2.2)

в) по избыткам влаги (водяного пара):

(3.2.3)

г) по избыткам полной теплоты:

(3.2.4)

д) по нормируемой кратности воздухообмена:

(3.2.5)

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

(3.2.6)

(3.2.7)

L_w,z – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч.

Q, Q_h,f – избыточный явный и полный тепловой потоки в помещение, Вт;

с – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м³С);

t_w,z – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, С;

t_l – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, С;

t_in – температура воздуха, подаваемого в помещение, С, определяемая в соответствии с п. 6;

W – избытки влаги в помещении, г/ч;

d_w,z – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг;

d_l – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

d_in – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

I_w,z – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг;

I_l – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;

I_in – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение. кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры;

m_po – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

q_w,z, q_l – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м³;

q_in – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³;

V_p – объем помещения, м³; для помещений высотой 6 м и более следует принимать V_p = 6A ;

A – площадь помещения, м²;

N – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;

n – нормируемая кратность воздухообмена, ч^-1;

k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м² пола помещения, м³/(чм²);

m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м³/ч, на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования.