Обеспечение комфортных условий микроклимата

В настоящее время для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы, так и технические средства.

К числу организационных мер относится рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, а также организация правильного чередования труда и отдыха.

К числу технических мер обеспечения комфортных условий труда, в том числе и микроклимата в помещении будут относиться вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха.

Вентиляция производственных помещений имеет большое значение в оздоровлении условий труда. Она предназначена для удаления вредных веществ, избыточной влажности и теплоты из рабочих помещений и подачи в них свежего воздуха. Системы вентиляции разнообразны. Их классификация показана на рисунке 6.

Рис.6. Классификация вентиляционных систем

Из имеющихся систем вентилирования наиболее широкое применение получили аэрация и механическая вентиляция; за последнее время шире стало использоваться и кондиционирование воздуха.

Аэрация - это организованный естественный воздухообмен. При ней подаётся в помещение и удаляется из него заданное количество воздуха.

· Регулирование количества воздуха, подаваемого и удаляемого, обеспечивается необходимой площадью открытых окон, фрамуг (форточек), дверей и других проёмов в стенах здания. Схема естественной приточно-вытяжной вентиляции помещения показана на рисунке 7.

·

·

·

·

· Рис. 7.Схема естественной приточно-вытяжной вентиляции здания

·

· Достоинством естественной вентиляции является её простота и дешевизна (нет затрат на дорогостоящее оборудование и электроэнергию). Но у естественной вентиляции имеются и существенные недостатки. В тёплый период года в помещение может поступать очень тёплый (жаркий) воздух и повышать температуру воздуха в помещении. При безветренной погоде нет так называемого «ветрового напора» на здание, и аэрация помещений также ухудшается. Имеется ещё один недостаток, связанный с экологическим состоянием воздуха в городах – загрязнённый воздух. Современные города страдают от загрязнения воздуха различными вредными веществами и пылью. Эти загрязнения вместе с воздухом проникают внутрь помещений с поступающим воздухом.

· Механической называется вентиляция, в которой воздух подаётся в помещение и (или) удаляется из него по системе вентиляционных каналов с использованием специального оборудования (вентиляторов). Если воздух снаружи помещения загрязнён, а в самом помещении при проведении работ возникают вредные вещества, пыль, повышенная температура или повышенная влажность воздуха то в механическую вентиляцию встраивается система очистки воздуха. Поэтому механическая вентиляция лишена недостатков естественной вентиляции. Но, механическая вентиляция требует создания, установки и обслуживания сложного и дорогостоящего оборудования. Недостатком механической вентиляции можно считать и накопление различных вредных и опасных веществ, при очистке воздуха и сложность технического обслуживания оборудования и вентиляционных каналов, по которым двигается воздух.

Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения). Целью кондиционирования является обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

Кондиционирование воздуха, осуществляемое для создания и поддержания, допустимых или оптимальных условий воздушной среды, носит название комфортного. Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических решений, называемых системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства приготовления, перемешивания и распределения воздуха, приготовления холода, а также технические средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля.

Принцип работы кондиционера аналогичен принципу работы холодильника.

Обычно перед воздушным кондиционером ставится задача уменьшения влажности воздуха. Достаточно холодный (ниже точки росы) испарительный змеевик конденсирует водяной пар из обработанного воздуха (таким же образом, как и очень холодный напиток конденсирует водяной пар воздуха на внешней стороне стакана), отправляя воду в дренажную систему и, таким образом понижая влажность воздуха. Сухой воздух улучшает комфорт, так как он обеспечивает естественное охлаждение организма человека путём испарения пота с кожи. Обычно кондиционеры позволяют обеспечить относительную влажность воздуха от 40 до 60 процентов. Установка кондиционера с парогенератором позволяет поддерживать точное значение влажности в помещении.

Кондиционеры, которые умеют не только осушать, но и увлажнять воздух называются прецизионными.

По конструктивным характеристикам все кондиционеры можно разделить на:

• моноблочные (один общий блок). Например, оконные кондиционеры;

• сплит - системы (внешний блок с компрессором плюс один внутренний блок);

• мультисплит - системы (внешний блок с компрессором плюс два и более внутренних блока).

По области применения кондиционеры можно разделить как бытовые, полупромышленные и промышленные.

Для поддержания определённой температуры и влажности воздуха в помещениях в холодный период года используют систему отопления. Существует несколько видов систем отопления: водяная, паровая, воздушная и комбинированная.

Водяное отопление - наиболее распространенная в России система отопления. Теплоносителем в этой системе является вода (температура около 100ºС) которая циркулирует по замкнутой системе трубопроводов. Вода отдаёт тепло полученное в отопительном котле отопительным приборам или радиаторам. Они бывают разных видов: чугунные, алюминиевые, стальные, биметаллические, панельные, трубчатые, секционные, анодированные батареи отопления и дизайн-радиаторы. Водяное отопление является самым благоприятным для человека с точки зрения гигиены.

Паровое отопление используют обычно в производственных помещениях. Теплоносителем обычно является водяной пар, который под давлением двигается в трубах.

В воздушных системах отопления используется нагретый в специальных установках (калориферах) воздух.

Комбинированные системы отопления используют в виде элементов рассмотренные выше системы.

Расчёт коэффициента аэрации помещения

Аэрация помещения является разновидностью естественной вентиляции помещения. В учебных классах (аудиториях) офисах и других помещениях она является основной для осуществления воздухообмена. Обмен воздуха в помещении нужен для того чтобы в нём не накапливались различные вредные вещества, например углекислый газ (СО₂).

Перед началом расчёта необходимо определить:

- общую площадь всех рабочих вентиляционных проёмов (фрамуг);

- площадь пола в помещении.

Расчёт коэффициента аэрации (КА) производится по формуле:

КА = ,

где S₀ – площадь вентиляционных проёмов; Sп – площадь пола в помещении.

Полученный результат надо проанализировать в соответствии со следующим требованием – КА для учебного помещения должен быть не менее 1/50 площади пола. Согласно санитарно-гигиенических норм учебные помещения должны проветриваться не реже 1 раза в час в течение 10-15 минут.

Расчёт эффективности вентиляции помещения

·

· Чтобы проверить работу вентиляционной системы в помещении (самым простым способом) надо взять лист бумаги и приложить его к вентиляционному отверстию. Если лист бумаги будет держаться на решётке – значит, вентиляция работает хорошо.

· Перед началом работы необходимо измерить помещение и вычислить его объём (м³).

· Чтобы определить необходимый вентиляционный объём воздуха (V м³/час), то есть объём свежего воздуха, который надо подавать в помещение на одного человека, чтобы содержание углекислого газа (СО₂) не превышало допустимый уровень (0,1%) воспользуемся формулой:

· V= ,

· где К – количество СО₂, выделяемое за 60 минут одним человеком (л/час). Подсчитано, что один старшеклассник (студент) при умственной работе выдыхает в средне столько литров СО₂ сколько ему лет;

· Р – предельно допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения = 0,1% или 1л/м³;

· - содержание СО₂ в воздухе (0,03% или 0,3 л/м³);

· 2/3 – продолжительность урока.

· Кратность воздухообмена – это число, показывающее сколько раз за 1 час воздух в помещении должен смениться наружным воздухом, чтобы содержание СО₂ не превысило допустимого уровня (Р).

· Чтобы определить кратность воздухообмена в помещении (КВО) воспользуемся формулой:

· КВО = V/Vуч ,

· где V – вентиляционный объём воздуха;

· Vуч – объём воздуха на одного учащегося в помещении.

· Проанализировав полученные данные можно сделать вывод о вентиляционном режиме в помещении учитывая, что воздух в помещении должен заменяться на свежий 1…3 раза в час.

·

· Задание к расчётным работам

·

Произвести измерения и расчёт коэффициента аэрации и эффективности вентиляции в компьютерном классе школы (кабинете математики, химии, учительской).

Выполненный расчёт сдать преподавателю на подпись.

·.Освещение помещений

·

· Как видит человек

·

· С помощью зрения человек получает до 90% информации из окружающей среды. Поэтому качественное освещение на рабочем месте, в домашних условиях, в общественном помещении очень важны для здоровья и успешной работы (учёбы) человека.

· Зрение человека и свет – это ключевые элементы жизнедеятельности. Они дают нам способность видеть, оценивать расстояние, форму, цвет, размер и другие параметры окружающих предметов, причём одновременно.

· Нарушение зрения, связанные с нарушением освещения, бывают в жизни человека часто. Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт. Он проявляется в виде утомления глаз, их покраснения, чувства сухости и т.д. Длительное состояние зрительного дискомфорта приводит к снижению внимания, увеличению числа ошибок и общему утомлению.

· Кроме создания зрительного комфорта свет оказывает на человека психологическое, физиологическое и эстетическое воздействие.

· Глаз человека – это сложная оптическая система. Оптическая часть глаза – хрусталик это двояковыпуклая линза, в которой происходит преломление света. Хрусталик находится за зрачком – отверстием в радужной оболочке глаза. Свет проходит через зрачок, а затем через хрусталик и создаёт на дне глаза, на светочувствительной сетчатке, изображение того предмета, на который мы смотрим. Сетчатка глаза – это переплетение огромного числа сложных светочувствительных клеток и нервных окончаний зрительного нерва. В состав сетчатки глаза входят особые светочувствительные клетки – палочки и колбочки. В сетчатке глаз человека находится примерно 120млн палочек и 7млн колбочек. Палочки дают человеку чёрно-белое зрение и возможность видеть при плохом освещении и сумеречное зрение. Палочки равномерно распределены по всей поверхности сетчатки. Колбочки дают нам дневное и цветное зрение. Существует три вида колбочек, которые содержат три разных вида специальных пигментов: синий, зелёный, красный. При отсутствии одного из видов пигмента у человека возникает дальтонизм.

· Из сетчатки информация в виде последовательных нервных импульсов поступает по зрительным нервам в зрительный центр коры головного мозга. Зрительный центр находится в затылочной части головы. В нём происходит обработка поступивших сигналов и возникает зрительный образ.

· Глаза человека постоянно двигаются. Глазные мышцы считаются самыми быстрыми мышцами в человеческом организме. Глаза хорошо защищены от воздействия ОС. Веки и ресницы защищают от слишком яркого света, пыли, вредных веществ, ветра и т.д. Сами глаза (глазные яблоки) расположены в углублении черепа – в глазницах, которые защищают глаза от механических повреждений (травм). Защищают глаза и слёзы (слёзная жидкость). Она вырабатывается особыми железами, расположенными под веками. Слёзы содержат различные вещества (энзимы), защищающие глаза от вредных микроорганизмов.

· Таким образом, орган зрения (зрительный анализатор) человека состоит из глаз, зрительных нервов и зрительного центра в коре головного мозга и выполняет важнейшую физиологическую функцию для получения информации об ОС и ориентации человека в ней.

·. Виды освещения помещений

· Требования к освещению

·

· Освещение помещений подразделяется на естественное, искусственное и совмещённое.

· Естественное освещение осуществляется в дневное (светлое) время суток и разделяется на:

· - боковое - световые проёмы в стенах (окна);

· - верхнее – прозрачные перекрытия крыш зданий;

· - комбинированное – окна и прозрачные перекрытия одновременно.

· Величина естественной освещённости в помещениях зависит от множества факторов (условий). Например, от времени года, времени дня, природной зоны

· (с севера на юг территория России делится на пять световых зон – Удмуртия в 3-ей световой зоне), наличия облаков на небе и от доли светового потока от неба, которая проникает в помещение. Доля светового потока зависит от размера окон, чистоты стёкол, качества стекла, наличия соседних зданий и растительности и других факторов.

· Солнечный свет самый лучший по своему составу для человека, чем искусственный свет, создаваемый светильниками.

· При недостатке освещённости от естественного света используют искусственное освещение.

· Искусственное освещение бывает – общим, местным и комбинированным.

· При общем освещении все рабочие места в помещении получают свет от общей осветительной установки. Осветительная установка состоит из отдельных светильников равномерно расположенных на потолке помещения. Уровень освещения в помещении должен соответствовать требованиям гигиены труда.

· К общей системе освещения предъявляются особые требования:

· • источники света (светильники) должны располагаться как можно выше, чтобы свет от них не ослеплял глаза человека. Это требование к организации освещения показано на рисунке 8;

·

Больше ослепления

Меньше ослепления

·

· Рис 8. Размещение светильников при общем освещении

·

· •- часть света должна быть направлена не потолок и верхние части стен, это даёт возможность свету отражаться от их поверхности и увеличивать освещённость и делать освещение более равномерным;

· •- все светильники должны иметь специальные отражатели, рассеиватели, рефлекторы и другие приспособления для уменьшения блёсткости (антибликовую систему). Для уменьшения блёсткости стены, оборудование и мебель должны иметь матовые поверхности;

· •- очень важна цветовая гамма поверхностей и предметов в помещении. Цвет имеет большое психологическое значение для человека. Например: зелёный цвет – успокаивает, фиолетовый – раздражает, синий – оптически увеличивает пространство, красный – цвет опасности и тревоги. Поверхности большинства приборов, мониторов и другого компьютерного оборудования имеют серый или чёрный цвет, так как эти цвета являются для человека нейтральными и не отвлекающими внимание.

·

· Нормативные требования к освещению производственных освещений установлены в Строительных Нормах и Правилах (СНиП) 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Требования к освещению жилых и общественных помещений определены в Санитарно - эпидемиологических Правилах и Нормах (СанПиН) 2.2.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий».

· Согласно этим государственным нормативным документам каждый вид деятельности требует определённого уровня освещённости в том месте, где работает человек. Кроме того, в этих документах конкретно указаны величины освещённости в специальной величине измерения освещённости – Люксах (лк).

· Кроме того, величина освещённости зависит от величины того предмета (объекта различения) который человек рассматривает во время работы. Величина объекта различения измеряется в миллиметрах. Эта зависимость показана в таблице 3.

·

· Таблица 3

·

Нормирование освещения в рабочих помещениях (*)

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Искусственное освещение
Освещённость, лк
При системе комбинированного освещения	При системе общего освещеиия
Всего	В т. ч. от общего
Наивысшей точности	Менее 0,15		А	малый	тёмный			-
Б	малый	средний			-
средний	тёмный
В	малый	светлый
средний	средний
большой	тёмный
Г	средний	светлый
большой	средний
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30		А	малый	тёмный			-
Б	малый	средний			-
средний	тёмный
В	малый	светлый
средний	средний
большой	тёмный
Г	средний	светлый
большой	средний
Высокой точности	от 0,30 до 0,50		А	малый	тёмный
Б	малый	средний
средний	тёмный
В	малый	светлый
средний	средний

·

· (*) –извлечение из СНиП 23-05-95.

· Для контроля уровня освещения в помещениях используется люксметр Ю117. Класс точности – 10 по ГОСТ 14841 80.

Люксметр Ю 117 применяется для измерения освещённости, создаваемой естественным солнечным светом, лампами накаливания и люминесцентными лампами (рисунок 9).

Принцип действия прибора основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении фотоэлементов в замкнутой электрической цепи, состоящей из фотоэлемента и измерительного прибора (гальванометра), возникает ток, пропорциональный падающему световому потоку, который отклоняет стрелку прибора. Шкалы прибора проградуированы в люксах. Первая шкала имеет 30 делений, вторая 100. Началом отсчёта при измерениях на первой шкале является риска, соответствующая 5 люксам, а на второй шкале – риска, соответствующая 20 люксам (обе риски помечены точкой). Для изменения чувствительности прибора применяют специальные насадки КМ, КР и КТ, обеспечивающие ослабление сигнала соответственно в 10, 100 и 1000 раз.

Рис. 9. Внешний вид люксметра Ю 117

Люксметр переносной фотоэлектрический прибор. Указатель стрелочный. Питание от батарей питания. Габариты 210х125х85мм, масса 1,1кг.

Расчёт искусственного освещения для помещения

·

Методика расчёта

Для расчёта общего искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности используют метод светового потока, который учитывает свет, отражённый от потолка и стен.

Световой поток (Ф) группы светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ) определяется по формуле

(люмен),

где Е - нормированная минимальная освещённость (лк) по таблице 5;

S - площадь помещения (м²);

Z - коэффициент минимальной освещённости (для ЛЛ ламп = 1,1);

К - коэффициент запаса. Он зависит от количества пыли в воздухе помещения. Для помещений с большим количеством пыли К = 2,0, со средним – К = 1,8, а с малым – К = 1,5 (запылённость определяется по таблице 7 - вариантов заданий);

N - количество светильников в помещении;

- коэффициент использования светового потока от ламп. Он зависит от показателя помещения. Этот коэффициент определяется по таблице 4 с предварительным расчётом показателя помещения (i).

Показатель помещения (i) можно определить по формуле

,

где А, В - дина и ширина помещения (м);

Н - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (столом). Равна высоте помещения – минус высота рабочего стола.

Таблица 4