ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА САМОЧУВСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА
ВВЕДЕНИЕ
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.
При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 300С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиент не должен выходить за пределы 5 0 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.
Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30…70%.
РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА
Параметры внутреннего воздуха должны удовлетворять гигиеническим и технологическим требованиям. Метеорологические условия воздушной среды в рабочей зоне производственных помещений, исходя из гигиенических требований, регламентированы ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны». За рабочую зону принимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Параметры воздушной среды в обслуживаемой зоне помещений жилых и общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий регламентированы СНиП II-33-75.
Нормы устанавливают оптимальные и допустимые микроклиматические условия в помещениях в зависимости от категории выполняемой работы и избытков явного тепла для холодного, переходного и теплого периодов года.
Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции.
Допустимые микроклиматическuе условия - сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей человека.
В производственных помещениях необходимо периодически контролировать параметры микроклимата. Осуществляют это с помощью ряда контрольно-измерительных приборов (термометров, психрометров, гигрографов, анемометров).
Термометры и психрометры Августа устанавливаются в цехах на стенах или колоннах. При особо точных измерениях применяют портативный аспирационный психрометр Ассмана, шарики термометров которого находятся в потоке воздуха, движущегося с постоянной скоростью.
При контроле параметров микроклимата наряду с объективными данными замеров следует вести учет (запись) субъективных ощущений работающих: теплоощущений, ощущений движения и влажности воздуха, удобства одежды, условий труда и общую личную оценку. Анализ получаемых таким образом данных позволяет разрабатывать меры по созданию метеорологических параметров воздушной среды в производственных помещениях, обеспечивающих комфортность среды
Допустимые и оптимальные параметры микроклиматических условий для работ категории II согласно ГОСТ 12.1.005-76 приведены в табл. 1.
В производственных помещениях, в которых по условиям технологии требуется искусственное поддержание постоянных температуры или температуры и относительной влажности воздуха, допускается во все периоды года принимать температуру и относительную влажность воздуха в пределах оптимальных параметров (+ 20С, но не более 250С) для теплого и холодного периодов года по данной категории работ и характеристике производственного помещения.
Таблица 1.
| Вид параметров | Температура воздуха, 0С | Относительная влажность воздуха, % |
| Холодный и переходный периоды года |
| Оптимальные допустимые | 18-20 17-19 17-23 15-21 | 60-40 75 |
| Теплый период года |
| Оптимальные Допустимые в помещениях с избытками явного тепла до 23 Вт/м3 С избыткамиявного тепла более 23 Вт/м3 | 21-23 20-22 Не более чем на 30С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 280С Не более чем на 5 0С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 28 0С | 60-40 При 28 0С не более 55; при 27 0С - не более 60; при 26 ос - не более 65; при 25 0С - не более 70; при 24 0С и ниже - не более 75 |
В числителе приведены данные для категории работ IIа, в знаменателе - для категории работ IIб.
НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ОТОПЛЕНИЯ
Вентиляция предназначена для поддержания в помещении параметров воздушной среды, удовлетворяющих гигиеническим и технологическим требованиям, т. е. обеспечивающих хорошее самочувствие, работоспособность и сохранение здоровья людей, и нормальное протекание технологического процесса.
Под системой вентиляции понимают комплекс устройств, способствующих удалению из помещений вредных выделений и снабжению помещений чистым воздухом с целью поддержания в них состояния воздуха, отвечающего требованиям санитарных норм.
В помещениях различного назначения необходимо поддерживать на постоянном уровне параметры воздушной среды, благоприятные для человека и технологического процесса, независимо от изменения внешних атмосферных условий и режима выделения влаги, вредных паров, газов и др.
Процесс создания и поддержания определенных параметров воздушной среды, не зависящих от внешних параметров воздуха, называется кондиционированием. Кондиционирование является разновидностью вентиляции, высшей ступенью ее развития и отличается более полной обработкой воздуха.
Комплекс технических средств и устройств для приготовления воздуха с заданными параметрами и поддержания в помещении оптимального или заданного состояния воздушной среды (независимо от изменения внешних и внутренних факторов) называется системой кондиционирования воздуха. Система кондиционирования позволяет автоматически поддерживать заданные температуру, влажность, подвижность воздуха, его чистоту, газовый состав, содержание легких и тяжелых ионов, а в ряде случаев и определенное барометрическое давление.
Отопление предназначено для возмещения потерь тепла через строительные ограждения помещений в холодный период года и поддержания в них необходимой температуры воздуха.
ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
Атмосферный воздух состоит из сухой части и некоторого количества водяных паров, поэтому его называют влажным воздухом. В состав сухой части воздуха входят (% по массе): азот 75,5, кислород 23,1, углекислота 0,05 и инертные газы 1,3, а также незначительное количество водорода и озона. С достаточной для технических расчетов точностью можно считать, что влажный воздух подчиняется всем законам смеси идеальных газов.
Состояние воздуха характеризуется давлением, температурой, плотностью, влажностью, влагосодержанием и энтальпией.
Влажность. Абсолютной влажностью влажного воздуха называется отношение массы водяного пара Мп (г) к объему V (м3) влажного воздуха. По закону Дальтона объем влажного воздуха равен объему водяных паров, поэтому абсолютная влажность воздуха в 1000 раз больше плотности водяных паров и может быть записана как
wп = 1000Мп/V = 1000рг,
где wп - абсолютная влажность воздуха, г/м3.
Если воздух насыщать водяными парами, то при определенной температуре наступит предел насыщения. Абсолютная влажность воздуха при полном насыщении называется влагоемкостью и обозначается w нас.
Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности воздуха к влагоемкости при той же температуре:
φ = wп/wнас = Рп/Рнас.
Используя уравнение состояния газа (2.3), можно представить
Рп = pn/(RnT) и Рнас = рнас/(RпТ) .
Тогда
φ = Рп/ Рнас , (2.7)
Рнас = f(t) . (2.8)
Следовательно, относительную влажность воздуха можно рассматривать как отношение парциальных давлений водяных и насыщенных паров при той же температуре.
Влагосодержанием называется масса водяного пара во влажном воздухе, приходящаяся на единицу массы сухой его части:
d = 1000Мп/ Мв,
где d - влагосодержание, г/кг; м п - масса водяного пара, кг; М в - масса сухой части воздуха, кг.
Учитывая, что объемы пара и сухой части воздуха одинаковы, можно написать
d = 1000рп/рв, (2.9)
Подставив в формулу (2.9) значения РВ (2.4) и (2.5), получим и РП согласно формулам
d = 1000Rв рп /(Rп рв) .
Зная, что Rв = 287 кДж/(кг*К) и Rп = 460 кДж/(кг· К), получаем d = 623 Рп/Рв. Используя выражения (2.1) и (2.7), можно записать
d=623φРнас/(Рб - φРнас) . (2.10)
ШВЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Рассмотрим процессы обработки в системах кондиционирования воздуха для создания требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне на швейной фабрике, находящейся в г. Москве на 56° с.ш. Рассматриваемый цех расположен на третьем этаже пятиэтажного здания. Его ширина 24 м, длина 48 м, высота 2 м, площадь пола 1152 м2 и объем помещений этажа 4838,4 м3.
Таблица 1 Технологическое оборудование швейного цеха