Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

 

 

      СОДЕРЖАНИЕ 
 
 
 

 

      

1. Теплообмен человека с окружающей средой. Гигиеническое нормирование показателей микроклимата. Терморегуляция организма человека

 

      Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

      Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.

      Нормальное  тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. В противном случае — холодно.

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

      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.

      Лучистый  поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура  окружающих человека поверхностей.

      Количество  теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности.

      Количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от его физической нагрузки, влажности, и температуры вдыхаемого воздуха.

      Т. о. тепловое самочувствие человека, или  тепловой баланс в системе человек-среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки.

      Параметры — температура, скорость движения воздуха, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха — получили название параметров микроклимата.

      Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека

      Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое состояние человека. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха, способствует 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. 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  так,С°высокая влажность при температурах окружающего воздуха более 30 как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

      Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек их пересыхания и растрескивания, а затем и к загрязнению болезнетворными микробами. Поэтому, при длительном пребывании людей в закрытых помещениях, рекомендуется ограничиваться относительной влажностью 30...70%

      При обильном потовыделении масса организма  человека уменьшается. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3% путем испарения влаги — обезвоживание организма.

      Вместе  с потом организм теряет значительное количество минеральных солей. Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной газированной водой.

      Длительное  воздействие высокой температуры  особенно с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня — гипертермии.

      Производственные  процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности  и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма — гипотермии.

      Параметры микроклимата оказывают существенное влияние на производительность труда. В горячих цехах промышленных предприятий большинство технологических процессов протекают при температурах, значительно превышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, которые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи, а при более высоких температурах наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи.

      Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечнососудистой и нервной систем.

      По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяют на коротковолновые и длинноволновые. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко поникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении — тепловой удар.

      Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызывать ожоги кожи и глаз (катаракта глаза).

      Терморегуляция организма человека

      Основными параметрами, обеспечивающими процесс  теплообмена с окружающей средой, являются параметры микроклимата. В естественных условиях эти параметры изменяются в существенных пределах.

      Вместе  с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.

      Процессы  регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.

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

      Терморегуляция  путем изменения 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.

      Терморегуляция  путем изменения интенсивности  потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения влаги.

      Терморегуляция  организма осуществляется одновременно всеми способами.

      Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. 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  ССТБ ГОСТ 12.1.005—88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

      В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

      Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации в различное время года введено понятие периода года (теплый, холодный). Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха + 10°С и выше, холодный — ниже +10°С.

      При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

      К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения. Легкие работы, по затратам энергии, подразделяются на категорию Iа и Iб.

      К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратами энергии 175...232 Вт (категория IIа) и 233...290 Вт (категория IIб).

      В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые сидя или стоя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб — работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей.

      К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относя работы, связанные с систематическим физическим напряжением.

      Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м² , при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.

      В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005—88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия — это такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия — это такие сочетания параметров микроклимата, которые могут вызывать 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.

      Профилактика неблагоприятного воздействия микроклимата

      Методы  снижения неблагоприятного влияния  производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» и осуществляется комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий.