Лекции по "Безопасности жизнедеятельности"

При переноске небольших  тяжестей (до 10 кг) и работе стоя повышение температуры уже на 5°С, (т.е. будет максимально допустимой).

При Qтв < Qт.ср. окружающая среда отбирает тепло от человека и происходит переохлаждение (понятие  «холодно»).

Уравнение теплового  баланса «человек – окружающая среда» впервые проанализировано в 1884г. профессором Флавицким. Теплообмен осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом (q к), теплопроводностью через одежду (q m), излучением на окружающей поверхности (q и) и в процессе тепломассообмена (q mм) при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами (q n) и при дыхании (q g).

Q т.ср. = q л + q m + q и + (q mм = q n + q g)

Конвективный теплообмен – перенос теплоты в жидкостях  или газах перемещающимися частицами. Он определяется законом Ньютона:

q к = a к • Fэ (t пов – t о.ср.)где t пов – температура поверхности тела человека (зимой ў27,5°С, летом ў 31°С),

t о.ср. – температура воздуха  (окружающей среды), омывающего тело  человека,

Fэ – эффективная пов-ть тела  человека (зависит от положения  тела в пространстве и ў 50-80% геометрической внешней поверхности тела человека). Для практических расчетов Fэ принимается = 1,8 м¤,

a к – коэффициент теплоотдачи  конвекцией (в нормальных параметрах  микроклимата принимают a к ў  4,06 Вт/줕град). Приближенно можно  определить a к ў л г / б, где л г – коэффициент теплопроводности газа пограничного слоя, Вт/м•град, б – толщина пограничного слоя омывающего газа, м.

На поверхности тела человека имеется  пограничный слой воздуха (= 4-8 мм при  скорости движения воздуха W = 0). При повышении барометрического давления и в подвижном воздухе при W = 2 м/с толщина пограничного слоя составляет ў 1 мм.

Чем меньше температура воздуха  и чем больше W, тем больше передача теплоты конвекцией. При t о.ср. > 36,5°С происходит нагрев тела.

На конвективный теплообмен заметное влияние оказывает и  относительная влажность воздуха (Ф), т.к. q к = f (Р мм.рт.ст. и влагосодержания).

Передача теплоты через  одежду человека q m можно условно  представить как передачу тепла  от частице к частице при их контакте. Можно написать УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (уравнение Фурье):

q m = л о / -о • Fэ • (t пов – t о.ср.),

где л о – коэффициент  теплопроводности тканей одежды человека Вт/м • град,

-о – толщина тканей одежды человека, м.

Теплообмен излучением q и происходит при помощи электромагнитных волн. Тепловая энергия, превращаясь на поверхности горячего тела в лучистую, передается на другую (холодную поверхность), где вновь превращается в тепловую. Лучистый поток q л может быть определен с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана:

    4 4

q л = Спр • F1 •  Ф1-2 [ (Т1/100) – (Т2/100) ]

Т1 – средняя температура  поверхности тела и одежды человека,

 К°, Т2 – средняя  температура окружающих поверхностей, К°,

Ф1-2 – коэффициент  облучаемости, зависящий от расположения и

 размеров поверхностей F1 и F2 и показывающий долю

 лучистого потока, приходящуюся на поверхность  F2 от

 всего потока, излучаемого  поверхностью F1,

 С1 • С2    2 4

Спр = ------- – приведенный  коэффициент излучения Вт/м К

  С0 С1 и С2 –  коэффициенты излучения теплообменных поверхностей,

  2 4 С0 = 5,7 Вт/м К –  коэффициент излучения абсолютно  черного

   тела.          2 4

Для практических расчетов при t = 10-60°С Спр ў 4,9 Вт/м К ; Ф1-2 = 1. В этом случае количественное и качественное значение q л зависят в основном от степени черноты e и температуры окружающих человека предметов, т.е. q л = f (t о.ср., e).

Теплообмен при испарении  влаги потовыми железами q п

q п = в п • r,

где в п – количество выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с,

r – скрытая теплота  испарения выделяющейся влаги, Дж/кг.

q п зависит от температуры  воздуха, физической нагрузки, скорости  движения воздуха W и относительной  влажности.

Теплообмен от дыхания q д В технических расчетах можно  принимать, что выдыхаемый воздух имеет  температуру 37°С и полностью насыщен водяными парами.

q д = Vлв • Рвд  • Ср (tвыд – tвд),

где Vлв – «легочная  вентиляция», м /с

Рвд – плотность вдыхаемого влажного воздуха, кг/м

Ср – удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, Дж/кг•град

tвыд – температура  выдыхаемого воздуха, °С

tвд – температура  вдыхаемого воздуха, °С

«Легочная вентиляция»  – это объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени. Она определяется как произведение объема вдыхаемого за один вдох воздуха (Vв-в, м3) на число циклов (n) дыхания  в секунду:

  Vлв = Vв-в • n

Частота дыхания непостоянна  и зависит от нагрузки. При покое  она = 12-15 вдохов в минуту, а при  тяжелой физической нагрузке – 20-25.

Объем одного вдоха-выдоха зависит от физической нагрузки. При  покое при каждом вдохе в легкие поступает ў 0,5л воздуха, а при тяжелой работе до 1,5-1,8л. Среднее значение Vлв при покое ў 0,4-0,5 м.куб/с, а при физической нагрузке >= 4 м.куб/с. ВЫВОД:

Q m.ср. = f (t о.ср., W, Ф, Т  о.предм., Р, I),

где t о.ср. – температура  окружающей среды,

W – скорость воздуха,

 Ф – влажность,

 Т о.предм. –  температура окружающих предметов,

 Р – давление,

I – интенсивность  физической нагрузки.

Параметры температура, скорость, относительная влажность  и барометрическое давление получили название параметров микроклимата.

Микроклимат в рабочей зоне

Микроклимат влияет на самочувствие и работоспособность. При увеличении температуры больше 30°С работоспособность  уменьшается. Для человека определены максимальные температуры в зависимости  от длительности их воздействия и  использования средств защиты.

Предельная температура  вдыхаемого воздуха, при которой  человек может дышать в течение  нескольких минут без специальных  средств защиты = 116°С.

длительности их воздействия.

-.-.- верхняя граница  выносливости

----- среднее время выносливости

----- граница проявления  симптомов перегрева

Температура окружающей среды, °С

Нижняя кривая показывает начало появления симптомов перегрева. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу  времени, тем быстрее наступает  перегрев. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает высокая влажность при температуре больше 30 °С, т.к. при этой температуре практически все тепло (выделяемое) отдается в окружающую среду при испарении пота. При увеличении влажности пот не испаряется, а стекает каплями.

При недостаточной влажности  увеличивается испарение со слизистых  оболочек, будет пересыхание, растрескивание и загрязнение микробами, сгущение крови и нарушение сердечнососудистой системы.

Рекомендуемая Ф = 30-70%

Потоотделение мало зависит  от недостатка или избытка воды в организме.

Допустимо обезвоживание  организма на 2-3%. При 6% – нарушение  умственной деятельности и уменьшение остроты зрения, при 15-20% – смерть.

При потоотделении уменьшается  содержание солей (до 1%, в т.ч. NaCl 0,4-0,6%). При неблагоприятных условиях потеря жидкости = 8-10 л/смену и в ней до 60г. NaCl (всего в организме NaCl ў 140г.)

При потере соли кровь  теряет способность удерживать воду и приводит к нарушению сердечно-сосудистой деятельности.

При высокой температуре  и дефиците воды усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Для восстановления водяного баланса:

1. Пить подсоленную  газированную воду (ў 0,5% NaCl) 4-5 л/смену  (в горячих цехах).

2. Пить белково-витаминный  напиток, холодную воду, чай.

Перегрев организма (гипертермия) – при длительном воздействии высокой температуры. Признаки: головная боль, головокружение, слабость, искажения цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение, учащение пульса и дыхания, бледность, расширение зрачков.

Переохлаждение (гипотермия) – при уменьшении температуры, большой  подвижности и влажности воздуха. Симптомы: в начале уменьшение частоты  дыхания, увеличение объема вдоха, затем  неритмичное дыхание, изменение  углеводного обмена, мышечная дрожь  и холодовая травма.

Параметры микроклимата влияют на производительность труда:

1. Увеличение температуры  с 25 до 30°С уменьшает ее на 5% (прядильщицы).

2. При 29,4°С производительность  уменьшается на 13%, а при 33,6 °С  уменьшается на 35% по сравнению  с 26°С (машиностроители).

Последовательность изучения влияния факторов

1. Влияние рассматриваемого  фактора на организм человека, работоспособность и условия  труда.

2. Характеристика фактора как физическое или химическое явление, его сущность.

3. Количественные характеристики, применяемые для оценки опасности фактора.

4. Нормирование фактора.

5. Приборы и методы  контроля.

6. Организация, методы  и средства защиты от рассматриваемого  фактора.

Нормирование  параметров микроклимата

Параметры нормируются  для рабочей зоны производственных помещений на уровне 2м над полом.

ГОСТ 12.1.005-76 – устанавливает  значения температуры, относительной  влажности и скорости движения воздуха  в зависимости от категории и  тяжести работы, величины избытков явного тепла, выделяемого в помещении, и периода года.

Категории работ –  разграничение работ на основе общих  энергозатрат (Q) организма, измеряемых в Дж/с:

Легкие работы – Q <= 172 Дж/с

Средней тяжести – Q = 172-293 Дж/с (прокат, термические цеха)

Тяжелые работы – Q > 293 Дж/с (кузнечные цеха с ручной ковкой)

Загрязнение воздушной среды

Химический состав чистого  и свежего воздуха:

Если концентрация О2 < 17%, появляются симптомные недомогания, при [O2] <= 12% – опасность для жизни, при [O2] <= 11% – потеря сознания, при [O2] = 6% – потеря дыхания.

Для эффективной трудовой деятельности необходимо соблюдение нормальных метеорологических условий и  требуемой чистоты воздуха, который  загрязняется вредными веществами от технологических процессов.

Вредное вещество – это  вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в последующие сроки жизни настоящего и будущего поколений.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 вредные вещества по характеру  воздействия на организм делятся:

1. Общетоксичные –  вызывающие отравление всего  организма или поражающие отдельные  системы организма (ЦНС, периферическая нервная и кровеносная системы, патологические изменения печени, почек (СО, цианистые соединения, Pb, Hg, бензол и др.))

2. Раздражающие – вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов (Cl, NH3, SO2, SO3, NO, NO2, O3).

3. Сенсибилизирующие – действуют как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений).

4. Мутагенные – приводящие к нарушениям генетического кода, изменению наследственной информации (Pb, Mn, радиоактивные изотопы).

5. Канцерогенные – вызывающие злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, Cr, Ni, асбест).

6. Влияющие на репродуктивную (детородную) функцию – Hg, Pb, стирол, радиоактивные изотопы.

Порядковые номера 3-6 относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений. Специфика этого влияния – появление не в период воздействия или сразу после его окончания, а в отдаленные периоды (годы, десятилетия) на других поколениях.

В воздух производственных помещений вредные вещества поступают в виде паров, газов, пыли.

Степень вредного воздействия  пыли зависит от ее концентрации, механических свойств, химического состава и  размера частиц (дисперсности).

Пыль во взвешенном состоянии, наиболее благоприятном для человека, называется аэрозолем, а в осевшем – аэрогелем.

Дым – это аэрозоль твердого вещества, туман – жидкого.

D > 10 мкм – крупнодисперсная  пыль;

D = 5-10 мкм – среднедисперсная  пыль;

D < 5 мкм – мелкодисперсная  пыль (наиболее опасная) Она не

оседает, большая удельная поверхность и химическая активность.

По физиологическому действию (условно) токсические, ядовитые вещества делятся на 4 группы. (Такая  классификация условна, т.к. действие многих из них меняется с изменением концентрации или бывает комбинированным).

1. Раздражающие (см п.2 на стр.47)

2. Удушающие – действуют  как вещества, нарушающие процесс  усвоения кислорода (CO, H2S, HCN)

3. Наркотические –  как наркотики (N2 под давлением, CCl4, ацетилен, бензин, дихлорэтан) ацетилен, бензин, дихлорэтан)

4. Соматические яды  – вызывают нарушение деятельности всего организма или отдельных органов (Pb, Hg, бензол, As, Sn, Mn, P) организма или отдельных органов (Pb, Hg, бензол, As, Sn, Mn, P)

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 по степени воздействия на организм вредные вещества делятся на 4 класса опасности: организм вредные вещества делятся на 4 класса опасности:

I Чрезвычайно опасные

II Высокоопасные

III Умеренноопасные

IV Малоопасные Содержание  вредных веществ в воздухе  регламентируется ГОСТ 12.1.005-76(88) и  СН 245-71 и не должно превышать ПДК (м.кв/м.куб)

При содержании в воздухе  рабочей зоны нескольких вредных  веществ однонаправленного действия

С1 С2  Сn

---- + ---- + ... + ---- <= 1

ПДК1 ПДК2 ПДКn

Содержание вредных  веществ в воздухе, поступающем  в производственное помещение (приточный воздух), не должно превышать 0,3 ПДК, установленных для рабочей зоны производственных помещений.

Методы оценки вредных веществ в рабочей  зоне

Способы индивидуальной и коллективной защиты

Освещение

Требования к производственному  освещению

1. Освещенность Е на рабочем месте должна соответствовать зрительным условиям труда согласно гигиеническим нормам. Увеличение Е улучшает видимость объектов за счет увеличения их яркости, увеличивается скорость различения деталей, что увеличивает производительность труда.