Технологические требования к параметрам микроклимата

Современные технологии в таких отраслях, как точное машиностроение, радиотехническая, химическая, пищевая, текстильная, полиграфическая промыш­ленность, производство синтетических волокон и др., не эффективны без поддер­жания круглый год определенных сочетаний температуры и влажности воздуха, его подвижности, а также чистоты. Производство интегральных микросхем, функционирование предприятий микробиологической промышленности возмож­ны только в замкнутом объеме, где к чистоте воздуха предъявляют специальные требования.

Технологические требования к значениям температуры и влажности воздуха и их изменению обусловлены физико-химическими свойствами обрабатывае­мых, производимых или хранимых материалов и изделий. Так, влажность воздуха влияет на свойства гигроскопичных материалов, а следовательно, и на качество изделий из них. В табл. 3.1 приведены данные о равновесной влажности в про­центах к весу сухого материала при температуре 24 0С.

Равновесная влажность некоторых материалов

Таблица3.1

Материал	Относительная влажность воздуха, %
Бумага писчая		5,2	7,2	9,9	14,2
Клей	3,4	5,8	7,6	10,7	12,5
Кожа		11,2		20,6	29,2
Лен (волокно)	1,9	3,6	5,1		10,2
Резина	0,11	0,31	0,54	0,76	0,99
Струны для ракеток	4,6	8,6		17,3	21,7
Шерсть	5,7	8,9	12,8	17,2	23,4
Шелк	3,2	6,9	8,9	11,9	18,8
Шелк искусственный (полотно)	0,8	1,4	2,4	3,6	5,3

Как видно, масса материалов, широко используемых в полиграфической, текстильной и кожевенной промышленности, значительно меняется по мере из­менения влажности, причем влияние температуры сказывается меньше, чем влия­ние влажности. Например, в текстильной промышленности 5%-ное колебание от­носительной влажности воздуха дает изменение свойств пряжи более существен­ное, чем при изменении температуры на 100С.

Что касается других производств и отраслей, то:

в окрасочном производстве при сушке лака нужна повышенная влаж­ность воздуха - примерно 65 %, что связано с тормозящим воздействием высокой влажности на поверхностное окисление и свободным выходом газов без образо­вания пузырей;

в прецизионном машиностроении - наоборот, изменение температуры воздуха ведет к недопустимо большому увеличению или уменьшению размеров деталей из-за линейного расширения материалов; так, при нанесения рисок на из­мерительные лимбы металлообрабатывающих станков допустимые колебания температуры воздуха составляют ± 0,01 0С;

в помещениях для хранения и обработки углеродистой стали необходима пониженная влажность воздуха (30 - 45 %), так как по мере увеличения влажности - особенно быстро после достижения 65 % - возрастает скорость коррозии ме­талла; для защиты полированных поверхностей от микрокоррозии также следует поддерживать низкую температуру и низкую влажность воздуха;

опасно в ряде производств и неприятно в быту и общественных зданиях накапливаемое статическое электричество; вред от него можно свести к миниму­му, если относительная влажность воздуха будет более 55 %;

в прядильных и ткацких цехах особенно велико влияние статического электричества на эластичность и обрывность волокна, поэтому также требуется повышенная влажность воздуха;

при производстве химических волокон, например, в камере предсозрева- ния щелочной целлюлозы необходимо поддерживать температуру воздуха 30-35 0С при относительной влажности не ниже 90 %;

в полиграфическом производстве повышенная влажность воздуха обес­печивает требуемое качество бумаги и предупреждает накопление статического электричества, а колебания влажности более ± 5 % влияют на размеры бумажно­го волокна, что ухудшает качество многоцветной печати;

в производстве интегральных схем методом фотопечати в чистых поме­щениях, одном из современных технологических процессов, колебания темпера­туры и влажности вызывают изменения размеров сверхтонких пленок, на которые наносится интегральная схема, что недопустимо, поэтому в подобного рода про­цессах возможны колебания температуры ±0,05 0С и относительной влажности ±0,5%. Особые требования предъявляются в этом производстве к чистоте воздуха, что вполне понятно: попадание даже самой маленькой пылинки между слоями микропленок, толщина которых находится на молекулярном уровне, выводит элемент в брак (в соответствии с американским стандартом класс чистоты поме­щения исчисляется числом пылинок размером более 0,5 мкм в одном кубическом футе воздуха);

9) в некоторых отраслях пищевой промышленности, в частности мясопере­рабатывающих и подсобных цехах, производстве шоколада и изделий из него и др. важно поддержание заданных параметров воздушной среды; так, определен­ное сочетание температуры и влажности воздуха обеспечивает эффективный про­цесс откорма скота и птицы.

Рис. 3.11. Области сочетания температуры и влажности воздуха, оптимальные по тех­нологическим требованиям для производства бумажной и полиграфической промыш­ленности 1, точного машиностроения 2, текстильной 3, электротехнической 4 и хими­ческой 5 промышленности

На рис. 3.11 показаны области сочетания температуры и относительной влажности воздуха для отдельных технологических процессов.

Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и СанПиН 2.24.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений". Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10oС и выше, холодный -ниже +10oС.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняемых 50% и более работающих в соответствующем помещении.

К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения (работа контролеров, в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.). Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140... 174 Вт).

К работам средней тяжести (категория, II) относят работы с затратой энергии 175...232 Вт (категория IIа) и 233...290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб - работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.).

К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).

По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздействующая на изменение температуры воздуха помещения, а избытком явной теплоты - разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении.

Явная теплота, которая образовалась в пределах помещения, но была удалена из него без передачи теплоты воздуху помещения (например, с газами от дымоходов или с воздухом местных отсосов от оборудования), при расчете избытков теплоты не учитывается. Незначительные избытки явной теплоты - это избытки теплоты, не превышающие или равные 23 Вт на 1 м3 внутреннего объема помещения. Помещения со значительными избытками явной теплоты характеризуются избытками теплоты более 23 Вт/м3.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50 % поверхности человека и более, 70 Вт/м2 - при облучении 25...50 % поверхности и 100 Вт/м2 - при облучении не более 25 % поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия - это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.