Метеорологические условия на производстве

3.1. Понятие о микроклимате производственного помещения.
Основные параметры микроклимата

Микроклимат – комплекс физических факторов производственной среды, которые оказывают преимущественное действие на теплообмен организма с окружающей средой. К физическим факторам микроклимата относятся:

- температура воздуха;

- относительная влажность воздуха;

- скорость движения воздуха;

- температура поверхностей;

- интенсивность теплового излучения.

Единицы измерения показателей микроклимата: температура воздуха и поверхностей – градусы Цельсия (°С); относительная влажность – %; скорость движения воздуха (подвижность) – метры в секунду (м/с); интенсивность теплового излучения – ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Температура воздуха является одним из ведущих факторов, определяющих микроклимат производственной среды. Высокая температура воздуха наблюдается в производствах, где технологический процесс сопровождается значительными тепловыделениями. Последние имеют место в металлургии (доменные, конверторные, мартеновские, электросталеплавильные, прокатные и другие цехи), в машиностроении (литейные, кузнечные, термические цехи), в ряде цехов текстильной, резиновой, швейной, пищевой промышленности, в производствах строительных материалов (стекло, кирпич и др.) и многих других. Воздух производственных помещений в этих цехах нагревается вследствие конвекционной передачи тепла от нагретых поверхностей оборудования и материалов. Высокая температура воздуха встречается также при работах в глубоких подземных выработках.

Ряд производств характеризуется пониженной температурой воздуха. Такие условия наблюдаются в неотапливаемых рабочих помещениях в холодное время года (склады, элеваторы, некоторые цехи судостроительных заводов, холодильники), а также при работах на открытом воздухе в холодный период года (строительные, лесозаготовительные работы, рыбные промыслы, геологоразведка, добыча нефти, железнодорожный транспорт и др.). Встречаются производственные условия с резкими перепадами температуры воздуха от высоких до пониженных (в некоторых цехах металлургической, нефтяной и химической промышленности я др.).

Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара (кг/м³), которое может быть абсолютным, максимальным и относительным. Абсолютная влажность — масса водяного пара в 1 м³ объема воздуха. Максимальная влажность есть масса влаги, полностью насыщающей воздух при данной температуре. Относительная влажность – это отношение фактической массы водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимально возможной (насыщающей) массе его в данном объеме воздуха при данной температуре, выраженное в процентах. Разница между максимальной и абсолютной влажностью определяется как дефицит насыщения влажности. Физиологический дефицит насыщения влажности представляет собой разницу между максимальной влажностью при температуре кожи или слизистой поверхности дыхательных путей организма человека и абсолютной влажностью окружающего воздуха.

В производственных помещениях влажность воздуха может сильно изменяться в зависимости от характера технологического процесса. В ряде производств, где имеются источники влаговыделений (открытые емкости с водой или водными растворами, особенно в горячем состоянии), относительная влажность воздуха достигает высокого уровня – 80—100%. К таким помещениям относятся красильно-отделочные цехи текстильной промышленности, гальванические цехи в машиностроении, ряд цехов кожевенного и бумажного производств, большинство подземных помещений горных выработок, душевые и банные помещения. Влажность воздуха обычно понижена в областях с резким континентальным климатом сухой субтропической зоны. В условиях пониженной влажности часто работают строители, каменщики, дорожники, водители автомобильного транспорта.

Движение воздуха в производственных помещениях создается конвекционными потоками в результате неравномерного нагревания воздушных масс от источников тепловыделений, приточными струями вентиляционных систем, сквозняками.

Тепловое излучение – это электромагнитное инфракрасное излучение, обладающее волновыми и квантовыми свойствами. В производственных условиях встречается в диапазоне волн от 100 нм до 500 мкм. Инфракрасные лучи имеют длину волн λ, равную 500—0,76 мкм, у видимой части электромагнитного излучения длина волны 0,70—0,4 мкм, длина волны ультрафиолетового излучения 0,4—0,1 мкм. Инфракрасная область условно делится на части: длинноволновую – длина волны теплового излучения более 3 мкм, средневолновую – длина волны 1,5—3 мкм и коротковолновую – длина волны 1,4 мкм и менее.

Инфракрасноеизлучение играет важную роль в теплообмене человека с внешней средой, так как теплоотдача организма в большой мере происходит путем излучения в длинноволновой части его спектра. В обычных условиях спектр излучения тела человека имеет диапазон от 5 до 25 мкм с максимальной энергией, приходящейся на 9,4 мкм, и с интенсивностью от 7 до 70 Вт/м² (от 0,01 до 0,1 кал/см²·мин). В производственных помещениях с большими тепловыделениями (горячие цехи) на долю инфракрасного излучения приходится около двух третей выделяемого тепла и только одна треть – на долю конвекции.

При температуре твердых тел до 400—500°С излучение происходит главным образом в области длинных (невидимых) лучей и вся или почти вся (95%) энергия излучения приходится на участок спектра с длиной волны более 3 мкм. При температурах нагрева выше 500° (красное свечение) 16—25% энергия излучения приходится на средневолновой диапазон инфракрасного спектра лучистой энергии и около 0,4—2% энергии излучается за счет коротковолнового участка спектра (с длиной волны короче 1,5 мкм). При температурах источников около 1000—1300° (кузнечные, прокатные, стеклоплавильные цехи) уже около половины энергии излучения (43—46%) падает на средневолновую часть (λ_max = 2 мкм) и 6—10% ее составляет энергия коротковолнового участка. При температурах нагрева около 1600° и выше (расплавленная сталь) 47% энергии приходится на средневолновую часть спектра (λ_max = 1,5 мкм), 22% – на коротковолновую и на длинноволновую – только 31%. При температуре электродуги (2730°) с λ_max = 0,96 мкм коротковолновая и средневолновая части спектра составляют почти одинаковые доли энергии (соответственно 43 и 50%) и только 7% приходится на длинноволновую. В спектре излучения электродуговых источников значительный удельный вес имеют видимые и ультрафиолетовые лучи. Поскольку производственные источники излучения не могут быть приравнены к абсолютно черному телу, величины энергии на практике за счет коротких длин волн будут несколько меньше расчетных. В условиях производства к спектру излучения от основных источников теплового излучения присоединяется энергия излучения от менее нагретых тел.

Ультрафиолетовое излучение, длина волн λ которого расположена в диапазоне от 100 до 400 нм, в производственной обстановке имеет место главным образом в составе спектра лучистой энергии от источников, с температурой выше 1200°. Это прежде всего электродуговые и плазменные процессы. В тех случаях, когда температура плазменных источников излучения достигает нескольких сот, тысяч или миллионов градусов, почти вся энергия излучения приходится на самую коротковолновую область электромагнитных колебаний (рентгеновское и гамма-излучение).

В производственных условиях ультрафиолетовая радиация используется в кино, фотопромышленности и для светокопировальных процессов (электродуги, кварцевые и специальные люминесцентные лампы). Применяется ультрафиолетовое излучение и с профилактической целью предупреждения ультрафиолетовой недостаточности у отдельных категорий работников. Источниками ультрафиолетового излучения при облучения в этом случае служат преимущественно эритемные люминесцентные лампы – трубчатые ртутные лампы низкого давления из увиолевого стекла, обладающего повышенной прозрачностью в ультрафиолетовой области.

Все физические факторы производственной среды, которые образуют микроклимат, равнозначны при оценке условий труда.