Воздух рабочей зоны

Состояние воздуха рабочей зоны определяются параметрами микроклимата и составом воздушной среды. Параметры микроклимата и состав воздушной среды должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ДНАОП 0.03-3.15-86 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений №4088-86».

Под микроклиматом понимают комплекс физических свойств факторов воздушной среды, которые оказывают влияние на тепловое состояние человека. Микроклимат формируют следующие параметры:

температура воздуха; влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность инфракрасного излучения.

Различают следующие виды микроклимата:

1. Нагревающий – может привести к перегреванию организма (горячие цехи, литейные, термические, выработки глубоких шахт и др.).

2. Охлаждающий – может привести к переохлаждению организма (холодильные цехи, строительно-монтажные работы в холодный период года и др.).

3. Оптимальный – при длительном систематическом воздействии обеспечивает нормальное тепловое состояние организма, чувство комфорта и создает условия для высокого уровня работоспособности.

4. Допустимый – при длительном и систематическом воздействии может вызвать быстропроходящие изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся дискомфортными тепловыми ощущениями, ухудшающими самочувствие и снижающие работоспособность.

5. Предельно- допустимый – при длительном и систематическом воздействии может привести к стойким изменениям теплового состояния организма, сопровождающиеся срывом термостабильности организма и жалобами на выраженное перегревание или переохлаждение.

Основная роль в поддержании оптимального теплового состояния отводится терморегуляции, т.е. процессам образования тепла и отдачи тепла во внешнюю среду, направленных на обеспечение термостабильности организма, т.е. поддержание внутренней температуры тела на постоянном уровне.

При работе в нагревающем микроклимате в результате потоотделения (4 – 8 литров в смену) нарушается водносолевой, белковый, углеводные обмены, происходит обезвоживание организма, потеря микроэлементов (калия, кальция, магния, цинка, йода и др.) и водорастворимых витаминов (С, В₁, В₂). Отмечаются изменения в сердечно-сосудистой и нервной системах, а также в системах дыхания. У работающих учащается пульс, повышается артериальное давление максимальное и снижается минимальное, развивается гипертрофия левого желудочка сердца. Увеличивается частота дыхания в 2 –2,5 раза, оно становится поверхностным. Ослабляется внимание, замедляется реакция, нарушается координация движений, снижается работоспособность.

Под влиянием избыточного поступления тепла извне, усиленной теплопродукции организма (особенно при тяжелой физической работе) и затрудненной теплоотдаче развивается производственная гипертермия, или перегревание.

Инфракрасное излучение (ИКИ) вызывает ощущение жары, жжения, боли, повышение частоты пульса, артериального давления, увеличивает скорость биохимических реакций. При действии ИКИ могут развиваться коньюктивиты, помутнения роговицы глаза, ожоги кожи, коричнево-красная пигментация. Из профессиональной патологии следует выделить тепловой удар и катаракту.

При работе в охлаждающем микроклимате могут происходить охлаждения и переохлаждения (гипотермия) организма. Наблюдается сосудистый спазм, сопровождающийся ощущением боли, усиливаются обменные процессы в организме, увеличивается артериальное давление, изменяется углеводный обмен. Глубокое охлаждение угнетает функцию центральной нервной системы, может привести к холодовой травме, отморожению отдельных частей тела. Длительное воздействие охлаждающего микроклимата (особенно с увлажнением) может привести к развитию профессиональной патологии.

Нормы микроклимата приведены в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ДНАОП 0.03-3.15-86 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений №4088-86».

Оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха определяют в зависимости от периода года и категории работ. Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону помещения (на высоту 2 м от уровня пола рабочей площадки), допустимые – на постоянные и непостоянные рабочие места рабочей зоны. Допустимые показатели устанавливаются в случаях, когда по технологическим, техническим и экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы.

Год разделяют на теплый и холодный периоды. Теплый период – период года, который характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10⁰С, а холодный – период, характеризующийся температурой равной или ниже +10⁰С. Работы на основе общих энергозатрат организма делят на категории.

Легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет до 139 Дж/с – категория Iа и от 140 до 174 Дж/с – категория Iб. К категории Iа относятся работы, выполняемые сидя и не требующие физического напряжения, к категории Iб – работы, выполняемые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.

Физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии составляет от 175 до 232 Дж/с – категория IIа и от 233 до 290 Дж/с – категория IIб. К категории IIа относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие некоторого физического напряжения. К категории IIб относятся работы, выполняемые стоя, связанные с ходьбой, перенесением небольших (до 10 кг) тяжестей и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.

Тяжелые физические работы (категория III) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии превышает 290 Дж/с, связанные с постоянными передвижениями, перемещением, переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.

В кабинах, зоне расположения пультов и постов управления, зонах вычислительной техники, помещениях для выполнения работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные параметры микроклимата: температура 22 – 24⁰С, влажность 60 – 40%, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с.

Нормируют интенсивность теплового облучения в зависимости от характеристики источника излучений и площади облучения работающих. Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м² при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Вт/м² – при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/м² – при облучении не более 25% поверхности тела. Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др,) не должна превышать 140 Вт/м², при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Измерения показателей микроклимата производятся в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце).

Основные мероприятия по нормализации параметров микроклимата:

- механизация и автоматизация, дистанционное управление; усовершенствование технологических процессов и оборудования с целью уменьшения выделения тепла в производственных помещениях; рациональное размещение технологических процессов и оборудования; герметизация оборудования; вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха; устройство зон (помещений) для охлаждения или обогрева работающих; применение защитных экранов, водяных и воздушных завес, воздушного и водо-воздушного душирования рабочих мест; применение индивидуальных средств защиты (специальной одежды, обуви, защитных очков, щитков, перчаток и др.).

Химический состав воздуха нормируют по содержанию кислорода (O₂), азота (N₂), углекислого газа (CO₂), инертных газов, пыли и других вредных веществ (CO, пары кислот, щелочей, окислы азота, серы и др.).

Обычно нормируют состав O₂, N₂, CO₂, в % по объему воздуха: кислорода должно быть 19,5–20 %, азота – 78 %, углекислого газа – 0,03–0,04 %.

Основной количественной характеристикой примесей атмосферы в рабочей зоне является их концентрация в единице объема воздуха при нормальных атмосферных условиях в миллиграммах на кубический метр (мг/м³).

Содержание пыли и вредных веществ нормируют по ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Измеренное значение содержания вредных веществ должно быть не выше предельно допустимого (ПДК). Согласно ГОСТ 12.1.007–76 предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны формулируются как «Концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений».

Основные требования к контролю состояния воздуха рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

1. Контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится в наиболее характерных рабочих местах.

2. В течение смены или на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не менее трех проб.

3. Отбор проб должен проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях.

4. Для каждого производственного участка должны быть определены вещества, которые могут выделяться в воздух рабочей зоны. При наличии в воздухе нескольких вредных веществ контроль воздушной среды допускается проводить по наиболее опасным и характерным веществам, устанавливаемым органами государственного санитарного надзора.

5. Содержание вредного вещества в данном конкретном месте характеризуется следующим суммарным временем отбора: для токсических веществ – 15 мин, для веществ преимущественно фиброгенного действия – 30 мин. За указанный период времени может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени.

6. При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК.

7. Периодичность контроля (за исключением веществ, указанных в п.6) устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для 1-го класса – не реже 1 раза в 10 дней, 2-го класса не реже 1 раза в месяц, 3-го и 4-го класса – не реже 1 раза в квартал.

8. В зависимости от конкретных условий производства периодичность контроля может быть изменена по согласованию с органами государственного санитарного надзора. При установленном соответствии содержания вредных веществ III, IV классов опасности уровню ПДК допускается проводить контроль не реже 1 раза в год.

9. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ разнонаправленного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном воздействии.

10. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (по заключению органов государственного санитарного надзора) сумма отношений фактических концентраций каждого из них (К₁, К₂…К_n) в воздухе к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂…ПДК_n) не должна превышать единицы

11. Приборы контроля должны обладать чувствительностью не ниже 0,5 уровня ПДК, с погрешностью не более ±25 % от определяемой величины.

12. Результаты измерений концентраций вредных веществ в воздухе приводят к условиям: температуре 293 К (20 °С) и давлению 101, 3 кПа (760 мм рт.ст.).

Основные мероприятия по нормализации состава воздушной среды [3, 6]:

усовершенствование технологических процессов и оборудования, в том числе замена вредных веществ на менее вредные; подавление выделения вредных веществ в местах их возникновения; герметизация оборудования; вентиляция и очистка воздуха от вредных веществ; применение индивидуальных средств защиты (респираторов, противогазов и др.).

3.4.3 Вентиляция производственных помещений

Задача вентиляции - обеспечить чистоту воздуха и заданные метеоусловия в производственных помещениях путем замены загрязненного или нагретого воздуха на свежий. Вентиляция должна удовлетворят требованиям СНиП2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и ДНАОП 0.03–3.01–71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий № 245–71.

Вентиляция по способу перемещения воздуха бывает: естественная, механическая и смешанная. По назначению - приточная, вытяжная, приточно-вытяжная. По месту действия - общеобменная, местная, комбинированная.

В производственных помещениях необходимо предусматривать естественную вентиляцию, а если в этом есть необходимость, то и механическую. При этом необходимо учитывать, что естественная вентиляция дешевле в процессе эксплуатации, но она менее эффективна, т.к. не позволяет «обработать» поступающий в помещение воздух.

Общеобменную вентиляцию устраивают в случаях, когда вредные выделения образуются во всем объеме помещения. Общеобменная вентиляция бывает естественной и механической. При естественной вентиляции воздухообмен происходит под действием теплового или ветрового напора без воздуховодов и вентиляторов, а также без предварительной обработки входящего в помещение воздуха (т.е. без очистки, охлаждения, подогрева воздуха и т.п.). Распределение давления воздуха в производственном здании по его высоте при естественной вентиляции (аэрации) приведено на рисунке 3.4.1.

На уровне оси нижних приточных окон возникает разность давлений, обусловленных различной плотностью наружного и внутреннего столбов воздуха, из-за которой воздух поступает в помещение.

DР₁ = h₁×g×(r_н - r_в), Па (3.1)

На уровне вытяжных окон разность давлений обусловливает движение воздуха из помещения в атмосферу

DР₂ = h₂×g×(r_н - r_в), Па (3.2)

Следовательно, под влиянием разности давлений возникает воздухообмен с поступлением (притоком) воздуха через нижние приточные окна и удалением (вытяжкой) воздуха через верхние вытяжные окна.

Рис. 3.4.1. Распределение давления в производственном здании по высоте.

h – высота производственного здания – это расстояние между осями нижних приточных и вытяжных окон, м;

h₁ – расстояние от оси нижних приточных окон до плоскости равных давлений, м;

h₂ – расстояние от плоскости равных давлений до оси вытяжных окон, м;

t_в – средняя температура воздуха внутри помещения, °С;

r_в – плотность воздуха внутри помещения, кг/м³;

r_н – плотность наружного воздуха, кг/м³;

DР₁ – разность давлений на уровне приточных окон, Па;

DР₂ – разность давлений на уровне вытяжных окон, Па.

Величина общей разности давлений носит название теплового напора DР_T и равна

DР_T = DР₁ + DР₂ = h×g×(r_н - r_в), Па (3.3)

При механической вентиляции воздух подается в помещение и удаляется из помещения при помощи вентиляторов и воздуховодов, при этом возможна обработка входящего приточного воздуха (т.е. очистка от пыли и вредных веществ, его охлаждения, нагрева, увлажнения и т.п.).

При общеобменной вентиляции имеются специальные устройства для подачи чистого и свежего воздуха, а также для удаления загрязненного. При естественной вентиляции – это приточные и вытяжные окна, при механической – это воздуховоды. Размеры этих устройств необходимо определить при проектировании вентиляции.

Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция состоит из двух установок: для подачи чистого воздуха и отвода загрязненного. Отношение этих двух потоков называют вентиляционным воздушным балансом. Этот баланс может быть уравновешенным (если приток равен вытяжке), положительным (если преобладает приток) и отрицательным (если преобладает вытяжка).

Местная вентиляция также бывает приточной в виде воздушного душирования (когда свежий воздух подают в зону дыхания работающего) или вытяжной (когда загрязненный воздух удаляют от источника выделения вредностей при помощи вытяжных зонтов, панелей, щелей и др.).

Основные требования к вентиляции:

вентиляция не должна вызывать переохлаждения и перегрева работающих; недопустимый уровень шума; вентиляция должна быть пожаро - взрывобезопасной; электробезопасной.