«Лекции по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»»

РАЗДЕЛ 1. ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ 

 

Эволюция среды обитания. Среда обитания — окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. 

Человек и окружающая его среда обитания образуют постоянно действующую систему «человек — среда обитания». Действуя в этой системе, человек решает две основные задачи:

—           обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе;

—            создает и использует защиту от негативных воздействий как со стороны среды обитания, так и себе подобных.

В XX в. на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям способствовали:

- высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

- рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;

- интенсивное развитие промышленности и сельско­го хозяйства;

- массовое использование средств транспорта;

- рост затрат на военные цели и ряд других процессов

Техносфера. В результате техногенной деятельности человека во многих регионах планеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обита­ния — техносфера.

Биосфера – живая оболочка Земли, совокупность всех живых организмов.

Техносфера — регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

Производственная среда — пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Появление техносферы привело к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно замещаться техносферой. Практически все урбанизиро­ванное население проживает в техносфере.

Взаимодействие человека и техносферы. Человек и окружающая его среда в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с дру­гом.

Характерные состояния взаимодействия в системе «человек — среда обитания»:

—           комфортное (оптимальное), когда потоки создают оптимальные условия деятельности и отдыха; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

—           допустимое. Потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека.

—           опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказы­вают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;

—           чрезвычайно опасное. Потоки высоких уровней могут нанести травму, привести к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Из этих состояний первые два позитивны, а два других — недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

 

1.1.                      Физиология труда и комфортные условия жизнедеятельности

 

Все формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд.

Физический труд характеризуется повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий. Это социальная неэффективность физического труда, связанная с его низкой произ­водительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном отдыхе.

Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующей преимущественного напряже­ния сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для этого вида труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной ак­тивности человека. Она приводит к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Длительная умственная нагрузка угнета­юще влияет на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковре­менной и долговременной), восприятия (появляется большое число ошибок).

В соответствии с существующей физиоло­гической классификацией трудовой деятельности различают: формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизиро­ванные формы труда; формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством; групповые формы труда (конвейе­ры); формы труда, связанные с дистанционным управлением, и формы интеллектуального (умственного) труда.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности, имеют место при отсутствии механизации. Эти работы характеризуются в первую очередь повышенными энергозатратами.

Механизированные формы труда. Наблюдается уменьшение объема мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы конеч­ностей. Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малый объем воспринимаемой в процессе труда информации приводит к монотонности труда. При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижается скорость реакций и быстро насту­пает утомление.

При полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который цели­ком выполняет механизм. Задача человека ограничивается выполне­нием простых операций на обслуживании станка: подать материал для обработки, пустить в ход механизм, извлечь обработанную деталь. Характерные черты этого вида работ — монотонность, повышенный темп и ритм работы, утрата творческого начала.

Конвейерная форма труда определяется дроблением процесса труда на операции, заданным ритмом, строгой последовательностью выпол­нения операций, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера. При этом чем меньше интервал времени, затрачиваемый работающими на операцию, тем монотоннее работа, тем упрощеннее ее содержание, что приводит к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению.

При формах труда, связанных с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами, человек включен в системы управления как необходимое оперативное звено. В случаях, когда пульты управления требуют частых активных действий человека, внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях или речедвигательных актах. В случаях редких активных действий работник находится главным образом в состоянии готовности к дей­ствию, его реакции малочисленны.

Формы интеллектуального труда подразделяются на операторский, управленческий, творческий, труд медицинских работников, труд пре­подавателей, учащихся, студентов. Эти виды различаются организа­цией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Энергетические затраты при различных видах деятельности. Энергетические затраты человека зависят от интенсивности мы­шечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмо­ционального напряжения и других условий (температуры, влажности, скорости движения воздуха и др.). Суточные затраты энергии для лиц умственного труда (инженеров, врачей, педагогов и др.) составляют 10,5... 11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания (медсестер, продавщиц, рабочих, обслуживающих авто­маты) —11,3...12,5 МДж; для работников, выполняющих работу сред­ней тяжести (станочников, шахтеров, хирургов, литейщиков, сельскохозяйственных рабочих и др.), —12,5...15,5 МДж; для работни­ков, выполняющих тяжелую физическую работу (горнорабочих, метал­лургов, лесорубов, грузчиков), —16,3...18 МДж.

Тяжесть и напряженность труда. Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функ­ционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы,— при физическом труде, и эмоцио­нальным — при умственном труде, когда имеет место информацион­ная перегрузка.

Физическая тяжесть труда — это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения. Классификация труда по тяжести про­изводится по уровню энергозатрат с учетом вида нагрузки (статическая или динамическая) и нагружаемых мышц.

Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы.

Динамическая работа — процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве.

Напряженность труда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические пока­затели: сменность труда, позу, число движений и т.п.

В соответствии с Р.2.2.013— 94 условия труда

1—оптимальные;

2—допустимые;

3—вредные;

4—опасные (экстремальные).

Работоспособность и ее динамика. Работоспособность — величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени. Различают три основные фазы сменяющих друг друга состояний человека в процессе трудовой деятельности:

—          фаза врабатывания, или нарастающей работоспособности; в этот период уровень работоспособности постепенно повышается по срав­нению с исходным; в зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека этот период длится от нескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде —до 2...2,5 ч;

—          фаза высокой устойчивости работоспособности; для нее харак­терно сочетание высоких трудовых показателей с относительной ста­бильностью или  даже  некоторым   снижением напряженности физиологических функций; продолжительность этой фазы может со­ставлять 2...2,5 ч и более в зависимости от тяжести и напряженности труда;

—          фаза снижения работоспособности, характеризующаяся умень­шением функциональных возможностей основных работающих орга­нов человека и сопровождающаяся чувством усталости.

Периодическое чередование работы и отдыха способствует сохра­нению высокой устойчивости работоспособности. Различают две фор­мы чередования периодов труда и отдыха на производстве: введение обеденного перерыва в середине рабочего дня и кратковременных регламентированных перерывов. Оптимальную длительность обеденного перерыва устанавливают с учетом удаленности от рабочих мест санитарно-бытовых помещений, столовых, организации раздачи пищи. Продолжительность и число кратковременных перерывов определяют на основе наблюдений за динамикой работоспособности, учета тяжести и напряженности труда.

При выполнении работы, требующей значительных усилий и уча­стия крупных мышц, рекомендуются более редкие, но продолжитель­ные 10...12-минутные перерывы. При выполнении особо тяжелых работ (металлурги, кузнецы и др.) следует сочетать работу в течение 15..20 мин с отдыхом такой продолжительности. При работах, требующих боль­шого нервного напряжения и внимания, быстрых и точных движений рук, целесообразны более частые, но короткие 5... 10-минутные пере­рывы.

Кроме регламентированных перерывов существуют микропаузы — перерывы в работе, возникающие самопроизвольно между операциями и действиями. Микропаузы обеспечивают поддержание оптимального темпа работы и высокого уровня работоспособности. В зависимости от характера и тяжести работы микропаузы составляют 9...10 % рабо­чего времени.

Высокая работоспособность и жизнедеятельность организма под­держивается рациональным чередованием периодов работы, отдыха и сна человека. В течение суток организм по-разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. В соответствии с суточ­ным циклом организма наивысшая работоспособность отмечается в утренние (с 8 до 12 ч) и дневные (с 14 до 17 ч) часы. В дневное время наименьшая работоспособность, как правило, отмечается в период между 12 и 14 ч, а в ночное время—с 3 до 4 ч, достигая своего минимума. С учетом этих закономерностей определяют сменность работы предприятий, начало и окончание работы в сменах, перерывы на отдых и сон.

Чередование периодов труда и отдыха в течение недели должно регулироваться с учетом динамики работоспособности. Наивысшая работоспособность приходится на 2, 3 и 4-й день работы, в последую­щие дни недели она понижается, падая до минимума в последний день работы. В первый день рабочей недели работоспособность относительно понижена в связи с врабатываемостью.

Элементами рационального режима труда и отдыха являются производственная гимнастика и комплекс мер по психофизиологической разгрузке, в том числе функциональная музыка.

В основе производственной гимнастики лежит феномен активного отдыха (И.М. Сеченов) — утомленные мышцы быстрее восстанавли­вают свою работоспособность не при полном покое, а при работе других мышечных групп.

В основе благоприятного действия музыки лежит вызываемый ею положительный эмоциональный настрой, необходимый для любого вида работ. Производственная музыка способствует снижению утом­ляемости, улучшению настроения и здоровья работающих, повышает работоспособность и производительность труда. Функциональ­ную музыку не рекомендуется применять при выполнении работ, требующих значительной концентрации внимания (более 70 % рабо­чего времени), при умственной работе (более 70 % рабочего времени), при большой напряженности выполняемых работ, непостоянных ра­бочих местах и в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях внешней среды.

Для снятия нервно-психологического напряжения, борьбы с утомлением, восстановления работоспособности используют кабинеты релаксации или комнаты психологической разгрузки. Это специально оборудованные поме­щения, в которых в отведенное для этого время в течение смены проводят сеансы для снятия усталости и нервно-психологического напряжения.

Эффект психоэмоциональной разгрузки достигается путем эстетического оформления интерьера, использования удобной мебели, по­зволяющей находиться в удобной расслабленной позе, трансляции специально подобранных музыкальных произведений, насыщения воз­духа благотворно действующими отрицательными ионами, приема тонизирующих напитков, имитации в помещении естественно-природ­ного окружения и воспроизведения звуков леса, морского прибоя и др. Одним из элементов психологической разгрузки является аутоген­ная тренировка, основанная на комплексе взаимосвязанных приемов психической саморегуляции и несложных физических упражнений со словесным самовнушением.

 

Физиологическое действие метеорологических условий на человека

Теплообмен человека с окружающей средой. Метеорологические условия называются микроклимат. Он зависит от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Параметры микроклимата – температура, скорость, относительная влаж­ность и атмосферное давление окружающего воздуха. Первые три параметра – нормируемые.

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.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выде­лением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях. Чтобы физиологические процессы в организме про­текали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следст­вие к потери трудоспособности, быстрой утомляемости, потери созна­ния и тепловой смерти.

Средняя температура тела (36,5^оС) зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. Наивысшая температура внутренних орга­нов, которую выдерживает человек, составляет +43^оС, минимальная +25°С.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыде­ление человека полностью воспринимается окружающей средой. В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопро­дукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек, то происходит охлаждение орга­низма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холод­но.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществля­ется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопро­водностью, излучением на окружающие поверхности и при испарении влаги, вы­водимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4…8 мм при скорости движения воздуха w = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.

Вели­чина и направление конвективного теплообмена человека с окружаю­щей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.

Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверх­ности тела при испарении пота, зависит от температуры воздуха, интенсивности работы, выполняемой человеком, от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности. Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом. С увеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплоты, отводимой через дыхание, уменьшается.

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека. Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на теп­ловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явле­ния. При температуре воздуха более 30°С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная темпера­тура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116°С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при 4с > 30°С, так как при этом почти все выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожи. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечи­вающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоп­риятной для человека вследствие интенсив­ного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорга­низмами. Поэтому при длительном пребыва­нии людей в закрытых помещениях реко­мендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70%.

Термо­регуляция –  процесс регулирования тепловыделения для поддержания постоянной температуры тела. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.

Три способа:

- биохими­ческий. Терморегуляция биохимическим путем заклю­чается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов.

- изменение интенсивности кровообращения. Заключается в способности организма регулиро­вать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расши­рения кровеносных сосудов. При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и больше теплоты отдается окружа­ющей среде. При низких температурах происходит сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается во внешнюю среду.

- изменение интенсивности потовыделения. Заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Испарительное охлаждение тела человека имеет большое значение.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при понижении температуры воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разности температур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи, и следовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температуры кожных покровов за счет уменьшения интенсивности транспортиро­вания крови от внутренних органов, и вместе с этим уменьшение разности температур.

Зона, в которой окру­жающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нару­шается, называются дискомфортными. При незначительной напряжен­ности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производст­венных помещений. Нормы производственного микроклимата установ­лены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005—88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

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.

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

Промышленная вентиляция и кондиционирование. Вентиляция – организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естествен­ной и механической вентиляции.

Естествен­ная вентиляция – система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена разностью плотно­стей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание.

При действии ветра на поверхностях здания с подветренной сто­роны образуется избыточное давление, на заветренной сторо­не — разряжение. Распределение давлений по поверхности зданий и их значения зависят от направления и силы ветра, а также от взаимо­расположения зданий.

Неорганизованная естественная вентиляция — инфильтрация, или естественное проветривание, — осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5...0,75 объема по­мещения в час, а для промышленных предприятий — до 1...1.5 час.

Для постоянного воздухооб­мена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция. Организо­ванная естественная вентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и бесканальная аэра­ция). Канальная естественная вытяжная вентиляция без организован­ного притока воздуха широко применяется в жилых и адми­нистративных зданиях.

Для увеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки-де­флекторы.

Аэрацией называется организованная естественная общеобмен­ная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направ­ления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое при­менение в промышленных зданиях, характеризующихся технологи­ческими процессами с большими тепловыделениями (прокатных це­хах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не по­падал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помеще­ние через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (h = 1,5...2 м).

При расчете аэрации определяют требуемую площадь проходного сечения проемов и аэрационных фонарей для подачи и удаления не­обходимого количества воздуха. Исходными данными являются кон­структивные размеры помещений, проемов и фонарей, величины те­плопродукции в помещении, параметры наружного воздуха. Соглас­но СНиП 2.04.05—91, расчет рекомендуется выполнять на действие гравитационного давления. Ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания.

Основным достоинством аэрации является возможность осуще­ствлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и того, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Механическая вентиляция – это вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляцион­ных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия вследствие значительно­го давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помеще­ние воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, по­догреву или охлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образо­вания и предотвращать их распространение по всему объему помеще­ния, а также возможность очищать загрязненный воздух перед вы­бросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеоб­менные, местные, смешанные, аварийные и системы кондициониро­вания.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избы­точной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выде­ления поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие мес­та не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха подаваемого в помещение при общеобменной вен­тиляции, равен объему воздуха, удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производст­ва, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10... 15%.

Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.

Воздухообмен, создаваемый в помещении вентиляционными уст­ройствами, сопровождается циркуляцией воздушных масс в несколь­ко раз больших объема подаваемого или удаляемого воздуха. Возни­кающая циркуляция является основной причиной распространения и перемешивания вредных выделений и создания в помещении раз­ных по концентрации и температуре воздушных зон, большое число мелких струй.

К всасывающему отверстию (вытяжная вентиляция) воздух натекает со всех сторон, вследствие чего и падение скорости происходит весьма интенсивно. Так, скорость всасывания на расстоя­нии одного диаметра от отверстия круглой трубы равна 5 % v0.

Циркуляция воздуха в помещении и соответственно концентра­ция примесей и распределение параметров микроклимата зависят не только от наличия приточных и вытяжных струй, но и от их взаимно­го расположения. Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху — вниз, сверху — вверх, снизу — вверх. Кроме этих схем, применяют комбинированные. Наиболее равномерное распределение воздуха достигается в том случае, когда приток равно­мерен по ширине помещения, а вытяжка сосредоточенна.

При организации воздухообмена в помещениях необходимо учи­тывать и физические свойства вредных паров и газов и в первую оче­редь их плотность. Если плотность газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего — непосредственно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью, большей плотности воздуха, из нижней части помеще­ния удаляется 60...70 % и из верхней части 30...40 % загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями влаги вы­тяжка влажного воздуха осуществляется в верхней зоне, а подача све­жего в количестве 60 % — в рабочую зону и 40 % — в верхнюю зону.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие поме­щения. Приточную систему применяют для вентиляции помеще­ний, которые нежелательно по­падание загрязненного воздуха из соседних помещений или хо­лодного воздуха извне.

Установки приточной венти­ляции обычно состо­ят из следующих элементов: воздухозаборного устройства для забора чистого воздуха; воздухо­водов, по которым воздух пода­ется в помещение, фильтров для очистки воздуха от пыли, ка­лориферов, в которых подогре­вается холодный наружный воз­дух; побудителя движения, ув­лажнителя-осушителя, приточных отверстий или насадков, через которые воздух распределяется по помещению. Воздух из помещения удаляется через неплотности ограждающих конструкций.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из поме­щения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух со­седних помещений или наружный воздух поступает в данное поме­щение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распростра­няться на соседние, например, для вредных цехов, химических и био­логических лабораторий.

Установки вытяжной вентиляции состоят из вытяж­ных отверстий или насадков, через которые воздух удаляется из помещения; побудителя движения; воздуховодов; устройств для очи­стки воздуха от пыли или газов, устанавливаемых для защиты атмо­сферы, и устройства для выброса воздуха, которое располагается на 1...1.5 м выше конька крыши. Чистый воздух поступает в производственное помещение через неплотности в ограждающих конст­рукциях, что является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

Приточно-вытяжная вентиляция — наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапа­нами. Свежая порция воздуха в таких системах обычно состав­ляет 20... 10 % общего количества подаваемого воздуха. Систему вен­тиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, и кон­центрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30 % предельно допустимой концентрации (СПДк). Применение рецирку­ляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений со­держатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выра­женные неприятные запахи.

Отдельные установки общеобменной механической вентиляции могут не включать всех указанных выше элементов. Например, при­точные системы не всегда оборудуются фильтрами и устройствами для изменения влажности воздуха, а иногда приточные и вытяжные установки могут не иметь сети воздуховодов.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологиче­ские параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возник­новения, вентиляция кабин наблюдения и т. д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиля­ция. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны за­крытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасываю­щие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.

Один из самых простых видов местных отсосов — вытяжной зонт. Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зоны устанавливают над ваннами различного назначения, электро- и индукционными пе­чами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми с од­ной, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта за­висит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечива­йся при угле раскрытия зонта не менее 60°.

Вытяжные шкафы — наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полно­стью укрывают источник выделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вред­ных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Система аварийной вентиляции должна вклю­чаться автоматически при достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной или местной вентиля­ции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с уче­том возможности максимального рассеивания вредных и взрыво­опасных веществ в атмосфере.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции — кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с це­лью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных ус­ловий и режимов внутри помещения. При кондиционировании авто­матически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологи­ческого процесса в помещении. Такие строго определенные парамет­ры воздуха создаются в специальных установках – кондиционерах. В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят специальную об­работку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т. п.

Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания отдель­ных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких от­дельных помещений).

Кондиционирование воздуха играет существенную роль не толь­ко с точки зрения безопасности жизнедеятельности, но и во многих технологических процессах, при которых не допускаются колебания температуры и влажности воздуха (особенно в радиоэлектронике). Поэтому установки кондиционирования в последние годы находят все более широкое применение на промышленных предприятиях.

Освещение. Основные светотехнические характеристики. Правильно спроекти­рованное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излуче­ния (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зе­леный цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон — это поверхность, на которой происходит различение объек­та. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падаю­щий на нее световой поток.

Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции.

Системы и виды производственного освещения. При освещении производственных помещений используют:

- естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами;

- искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света,

- совмещенное освещение, при котором естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее — через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное — сочетание вер­хнего и бокового освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов — общее и комбинированное. Систему общего осве­щения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (сварочные, гальванические цехи), в административных, конторских и складских помещениях.

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением при­меняют местное. Совокупность местного и общего освещения назы­вают комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, по­скольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение под­разделяют на несколько видов. рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных по­мещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авари­ях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания обору­дования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нор­мируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Специальное. Например, эвакуационное освещение. Предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производст­венных помещений, в которых работают более 50 чел.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраня­емых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условно к производственному освещению относят бактерицидное облучение помещений. Бактерицидное облучение («осве­щение») создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, про­дуктов питания.

Основные требования к производственному освещению. Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабо­чем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной ра­боты. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает ско­рость различения деталей, что сказывается на росте производительно­сти труда.

При организации производственного освещения необходимо обес­печить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ве­дет к утомлению зрения и соответственно к снижению производитель­ности труда. Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей в поле зрения работающего.

Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней. Наличие резких теней искажает размеры и формы объектов различения и тем самым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны дви­жущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами, при естественном освещении, используя солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки и др.).

Для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость — это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая на­рушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение види­мости объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркости источника света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников, правильном направлением светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там, где это возможно, блестящие поверхности следует заменять матовыми.

Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные, например, резким изменением напряжения в сети, обусловливают переадаптацию глаза, приводя к значительному утомлению. Постоянство освещенно­сти во времени достигается стабилизацией плавающего напряжения жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп.

При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественное освещение. Для со­здания правильной цветопередачи применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплу­атации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопасности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара. Обеспечение указанных требований достигается применением защитного зануления или заземления, ограничением напряжения пи­тания переносных и местных светильников, защитой элементов осве­тительных сетей от механических повреждений и т.п.

Нормирование производственного освещения. Естественное и искус­ственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05—95.

Источники света и осветительные приборы. Источники света, при­меняемые для искусственного освещения, делят на две группы — газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфра­мовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминес­ценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения \у = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галогеновые лампы—лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров иода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольф­рамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40... ПО лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектраль­ному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопическо­го эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных опе­раций и ведет к увеличению опасности травматизма. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспо­соблений, облегчающих зажигание ламп; зависи­мость работоспособности от температуры окружа­ющей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более эконо­мичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наи­меньшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения.

Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без рациональных светильников. Электрический светильник — это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения из­лучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помеще­ния.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отра­женного и преимущественно отраженного света. Конструкция светиль­ника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эсте­тическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепро­ницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

Цветовое оформление производственного интерьера. Рациональное цветовое оформление производственного интерьера —действенный фактор улучшения условий труда и жизнедеятельности человека. Цвета могут воздействовать на человека по-разному: одни успокаивают, а другие раздражают. Например, красный цвет — возбуждающий, горячий, вызывает у человека условный ре­флекс, направленный на самозащиту. Оранжевый воспринимается людьми так же как горячий, он согревает, бодрит, стимулирует к активной деятельности. Желтый цвет теплый, веселый, располагает к хорошему настроению. Зеленый – цвет покоя и свежести, успокаива­юще действует на нервную систему, а в сочетании с желтым благотвор­но влияет на настроение. Синий и голубой цвета свежи и прозрачны, кажутся легкими, воздушными. Под их воздействием уменьшается физическое напряжение, они могут регулировать ритм дыхания, успо­каивать пульс. Черный цвет – мрачный и тяжелый, резко снижает настроение. Белый цвет – холодный, однообразный, способный вы­зывать апатию.

Разностороннее эмоциональное воздействие цвета на человека позволяет широко использовать его в гигиенических целях.