Безопасность жизнедеятельности. Пособие
Целью дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» является обеспечение безопасности жизнедеятельности человека. Предметом дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» является деятельность человека. Деятельность человека осуществляется в условиях техносферы (производственной зоны) или окружающей природной среды, т.е. в среде обитания.
Безопасность жизнедеятельности – наука, изучающая опасности, пути, методы и средства защиты человека от опасностей.
С опасностями мы ознакомимся позднее.
Методы – это способы достижения цели. Методы обеспечения безопасности основаны на применении следующих принципов (принципы – это основные положения, идеи):
- ориентирующих (определяют направление поиска решений и служат методологической и информационной базой). Примеры: принципы системности, классификации, нормирования и т.д.
- технических (направлены на непосредственное предотвращение действия опасности). Примеры: принципы защиты расстоянием и временем; экранирования и т.д.
- управленческих (связаны с управлением производством, в том числе, с управлением охраной труда, окружающей среды и т.д.). Примеры:
принципы управления, контроля, подбора кадров, эффективности и т.д.
- организационных (связаны с научной организацией труда). Примеры:
принципы эргономичности, рациональной организации труда и т.д.
При реализации методов и принципов используют различные средства защиты.
Средства защиты работающих в соответствии с ГОСТ 12.4.011-80 по характеру их применения подразделяются на средства коллективной защиты и средства индивидуальной
защиты. Те и другие средства защиты делятся на классы, группы.
Приведем примеры: метод звукопоглощения, метод защиты расстоянием и т.д.; средства коллективной защиты – ограждения, блокировочные, сигнализация (звуковая, световая), приборы безопасности, цвета безопасности и т.д.; средства индивидуальной защиты – противогазы, респираторы, специальная одежда, обувь, каски, рукавицы и т.д.
Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная в данный момент времени совокупностью факторов, способных оказывать воздействие на деятельность человека, его здоровья и потомства.
Факторы – это факторы физические (шум), химические, биологические, социальные и т.д.
Воздействие может быть прямым или косвенным, немедленным или отдаленным.
Деятельность – активное (сознательное) взаимодействие человека со средой обитания, необходимое для жизнедеятельности человека (существования) человека в этой среде.
Формы деятельности человека разнообразны.
Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» объединяет три направления:
безопасность жизнедеятельности в условиях производства – охраны труда; природные аспекты БЖД – экология; БЖД в условиях чрезвычайной ситуации – гражданская оборона.
Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» основывается на изучении, исследовании и совершенствовании системы «человек – машина – среда» (иногда представляют как систему «человек – среда обитания»).
§ 1 Объект исследования и совершенствования безопасности.
Объектом исследования и совершенствования безопасности является система «человек – машина – среда» (человеко-машинные системы). Указанной системой могут быть представлены производственные объединения, промышленные предприятия, в том числе цехи и т.п., фирмы и т.д.
Из теории управления производством известно, что перечисленные объекты являются социально-экономическими (или организационно-экономическими) системами, декомпозиция которых позволяет выделить подсистемы: социальную (человек), техническую (машина), «среда»; на технологическую (технология), организационную (организация), экономическую (экономика). Добавляют правовую подсистему (право).
Перечисленные подсистемы взаимосвязаны и взаимодействуют. В обобщенном виде модель системы (организации) «ч-м-с-т-о-э-п»
может быть представлена образом. Заметим, что, кроме перечисленных подсистем (компонент), модель включает связи между ними и окружающую модель среду.
Нарисуем модель системы «ч-м-с-т-о-э-п»
 |
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||||
 |
 |
||||||
 |
|||||||
 |
полезные вредные
функционирования системы);
S(t)-состояния системы(безопасное, опасное и т.д.)
Состояния системы и характеристики X(t),Y(t) определяются структурой системы и рассматриваются переменными во времени.
В качестве «человека» подразумевается персонал, непосредственно занятый выполнением работ, «машины»- технологическое оборудование, иногда предметы труда.
Под «средой» будем понимать производственную среду (область пространства, зону), в пределах которой совершается проведение операции или процесса в целом; «технологией»- совокупность приёмов и методов, используемых для изменения свойств или предмета труда.
Внешней (для рассматриваемой нами человеко-машинной системы) средой является всё то, что непосредственно не входит в систему, но может влиять на процесс функционирования системы или изменяться под её воздействием.
К внешней среде будем относить органы снабжения и управления системой, взаимодействующие с ней, окружающие природные условия.
Безопасность жизнедеятельности человека в системе зависит от состояния отдельного элемента (социальной системы, технической, технологической, организационной, экономической) подсистем, подсистемы «Среда», характера их взаимосвязей, поведения (действий) работника, от элементов внешней среды, от результата их совместного функционирования. Все элементы указанных выше подсистем находятся во взаимосвязи и образуют единую систему. Поэтому, если отдельный элемент по каким-то причинам имеет отклонение от нормального (нормативного) состояния, то это может вызвать изменения в других элементах, нарушения во взаимодействии элементов, подсистем и т.п. Создаются условия для формирования опасной ситуации, условия для возникновения травм, заболеваний, аварий и т.п.
Опасное состояние системы - такое состояние, которое возникает при функционировании системы в определённых условиях и при котором возможны реально предсказуемые ущербы (неблагоприятные последствия).
Ущерб может быть связан с гибелью, травмами, заболеваниями (профзаболеваниями) работающих, с поломками оборудования, с неблагоприятными ситуациями в окружающей среде.
Под безопасным состоянием системы будем понимать такое состояние системы «ч-м-с-т-п-о-э», при котором с заданной вероятностью исключаются происшествия (аварии, несчастные случаи, профессиональные заболевания и т.д.), обусловленные воздействием производственной опасности на элементы системы (например, человека) и окружающую среду, а ущерб от воздействий не превышает допустимою.
Основным элементом (системой) системы является человек. Отсюда, характеристики системы «ч-м-с-т-п-о-э» разделяют на следующие группы:
1) физические - учитывают статические, динамические нагрузки, физические усилия и т.п.;
2) физиологические - характеризуют соответствие системы физиологическим потребностям и качествам человека. (Последние, в основном, связаны с характеристиками анализаторов);
3) психофизиологические - учитывают особенности сенсорных, моторных, вегетативных реакций человека;
4) психологические - отражают соответствие возможностям и особенностям:
а) восприятия; б) памяти; в) мышления; г) психомоторным (темп движения, скорость реакции, координация, устойчивость и т.п.);
5) антропометрические - связаны с размерами человека;
6) санитарно-гигиенические определяют условия жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с системой (её элементами и т.п.) «ч-м-с-т-п-о-э», внешней окружающей средой;
7) социально-психологические;
8) экономические.
Состояние системы «ч-м-с-т-п-о-э» характеризуются различными показателями (мы рассмотрим их позднее).
Если рассмотреть распределение причин возникновения последствий (травм, профзаболеваний) на основе статистических данных, то распределение будет следующим:
|
 |
|
|
|
|
организацией труда и т.д.
Отсюда, можно утверждать о доминирующей роли работающих (человека) в формировании условий для возникновения последствий (травм, профзаболеваний).
§ 2 Опасности, связанные с жизнедеятельностью человека и их классификация
Опасность – это процессы, явления, предметы, оказывающие негативное влияние на жизнь и здоровье человека.
От проявления опасностей в Российской Федерации на производстве ежегодно гибнет свыше 8 тысяч работающих, около 300 тысяч становятся инвалидами труда и свыше 40 тысяч погибает в дорожно-транспортных происшествиях (ежегодно).
Ежегодно происходит около 100 крушений поездов, большое количество авиационных летных происшествий с гибелью экипажей и пассажиров.
В итоге, каждые 4 года у нас погибает около 1 млн. человек. Ежедневно в РФ на производстве
гибнет 20-25 человек. Материальные потери от несчастных случаев на производстве составляют триллионы рублей и еще более велики социальные потери, связанные с гибелью кормильцев, инвалидностью пострадавших и трагедиями для родных и близких.
Все эти данные свидетельствуют
о том, что любая деятельность человека, в том числе и производственная деятельность, потенциально опасна.
Поэтому, утверждение о потенциальной опасности деятельности человека является аксиомой, имеющей важное профилактическое значение при решении теоретических и практических вопросов обеспечения безопасности жизнедеятельности.
Опасность (Qп) – понятие стохастическое, случайное, которое зависит от многих факторов, и численно изменяется со временем.
Материальными носителями опасностей на производстве являются объекты, формирующие трудовой процесс и входящие в него: предметы труда, средства труда (машины, станки, здания, сооружения, дороги, энергия и т.п.), продукты труда, технология, операции, действия, природно-климатическая среда (грозы, смерчи, атмосферные осадки и т.п.), флора, фауна, люди.
Человек должен знать опасности, чтобы уметь защищаться от них самому и уметь защищать других.
Опасности можно классифицировать по определенным признакам. Такими признаками могут быть характер их действий: природный (естественный), либо возникающий в результате действия человека.
Опасности различают по величине, деятельности существования, вероятности возникновения.
Опасности классифицируются также и по времени проявления на импульсные (ударные) и кумулятивные (накопление в организме и суммирование действия); по локализации: связанные с литосферой, гидросферой, атмосферой, космосом; по вызываемым последствиям: утомление, заболевание, травмы, аварии, пожары, летальные исходы; по приносимому ущербу: социальный, технический, экологический; по сфере проявления опасностей: бытовые, спортивные, дорожно-транспортные, производственные, военные и др.; по структуре опасности делятся на простые и производственные, порождаемые взаимодействием простых; по характеру воздействия на человека - на активные (активизирующиеся за счет энергии, носителем которой является сам человек) и пассивные.
В качестве примера рассмотрим выдержки из номенклатуры ( перечень названий, терминов, систематизированных по определенному признаку) потенциальных опасностей, охватывающей 110 опасностей, составленной в алфавитном порядке и включающей все неблагоприятные воздействия внешнего мира на живые объекты:
1)
алкоголь; 2) аномальная температура воздуха; 3) аномальная влажность воздуха; 4) аномальная подвижность воздуха; 5) аномальное барометрическое давление; 6) аномальное освещение; 7) аномальная ионизация воздуха; 8) блесткость; 9) вакуум; 10) взрыв; 11) взрывчатые вещества; 12) вибрация; … 14) вулканы; 15) высота; 16) газ; … 22) гололед; … 28) дым; … 31) жидкие газы; … 34) землетрясение; 35) избыточное давление; 36) инфразвук; … 38) искры; … 43) лавины; 44) лазерное излучение; … 51) молния; … 54) наводнение; … 57) невесомость; … 60) огонь; … 64) отравление; … 67) пар; … 78) радиация; 79) резонанс; … 89) статическое электричество; 90) тайфуны; … 93) ударная волна; 94) ультразвук; … 103) шум; 104) электрическая дуга; 105) электрошок; … 107) электромагнитное поле; 108) эмоциональный стресс; … 110) ядовитые вещества.
На основании этой типовой номенклатуры потенциальных опасностей рекомендуется составлять конкретную номенклатуру, в которой учитываются потенциальные опасности, специфические для производства, цеха, рабочего места, профессии и т.п.
Опасности, создаваемые деятельностью человека, имеют два важных для практики качества: они носят потенциальный характер (могут быть, но не приносить вреда) и имеют ограниченную зону воздействия (зону действия опасности).
Отсюда, наличие опасности еще не означает, что несчастье обязательно должно произойти. Для того, чтобы произошло несчастье (травмы, заболевания и т.п.) должны существовать определенные причины (условия, совокупность обстоятельств).
Опасности в производственных условиях называются производственными факторами.
Классификация производственных факторов по природе, характеру действия представлена в ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ, в гигиенических критериях (о чем мы будем говорить, когда будем рассматривать «Условия труда»).
§ 3 Количественная оценка опасности – риск
В качестве количественной оценки опасности (реализованной в травму, заболевание) применяется такое понятие, как «риск». (рассматривают как интегральный показатель).
Под реализованной опасностью понимают реальное неблагоприятное последствие (травму, заболевание, утомление и т.п.) или реальный ущерб здоровью человека.
Под риском понимают отношение тех или иных неблагоприятных событий (последствий) к полному числу событий за конкретный период времени, т.е. число пострадавших при несчастных случаях со смертельным исходом, вызванных воздействием на людей конкретной опасности (электрический ток или вредное вещество), отнесенных к общему количеству работников (на производстве) за конкретный период времени.
Значение риска от конкретной опасности можно получить из статистики несчастных случаев (травм), случаев заболевания за различные промежутки времени: смена, сутки, неделя, квартал, год.
«Риск» в настоящее время все чаще используется для оценки воздействия неблагоприятных факторов на работников. С помощью риска оценивается состояние условий и охраны труда, экономический ущерб, определяемый несчастными случаями и заболеваниями на производстве, и формируется система социальной политики на производстве (обеспечение компенсаций, льгот).
Рассмотрим пример. Количество работающих на производстве в Российской Федерации составляет около N=80 млн. человек (8*107), а число погибших за год достигло n=8 тыс. человек (8*103), тогда производственный риск гибели людей можно определить как:
Rпр= n/N=8*103/8*107= 1*10-4ед/год.
В производственных условиях различают индивидуальный и коллективный риск. Индивидуальный риск характеризует возможность реализации опасности определенного вида деятельности для конкретного индивидуума. Используемы в нашей стране показатели производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, такие как частота несчастных случаев и профессиональных заболеваний, являются выражением индивидуального производственного риска.
Рассмотрим индивидуальные смертельные риски за год, по следующим источникам (опасностям) (по данным США):
Автотранспорт = 3*10-4;
Пожары и ожоги = 4*10-5;
Станочное оборудование = 1*10-5;
Электроток = 6*10-6;
Молния = 5*10-7;
Ядерная энергия = 2*10-10;
(100 реакторов)
Коллективный (групповой или социальный) риск характеризует возможность поражения (травмирование или гибели) группы людей (от двух и более человек) от реализации определенного вида опасности (например, от производственных факторов).
Во многих работах понятие «Риск» представляется «как вероятность человеческих и материальных потерь или повреждений».
В этом случает для оценки риска, возникающего в ходе конкретной деятельности, вводят вектор риска:
R=(P;Y),
где Р – вероятность негативного воздействия опасности на людей, материальные, природный объекты и т.д.;
Y – фактические или возможные экономические и социальные потери и/или ухудшение здоровья людей и т.п. в результате негативного воздействия, приведенные к денежному эквиваленту.
Приведем источники и уровни риска смерти человека в промышленно-развитых странах (R – число смертельных случаев *чел-1*год-1).
|
Источник |
Последствия |
Среднее значение |
|
Внутренняя среда организма человека |
Генетические и соматические заболевания, старение |
Rср = 0,6 - 1*10-2 |
|
Естественная среда обитания |
Несчастные случаи от стихийных бедствий (землетрясения, ураганы, наводнения и др.) |
Rср = 1*10-6 Наводнения – 4*10-5 Землетрясения – 3*10-5 Грозы – 6*10-7 Ураганы – 3*10-8 |
|
Техносфера |
Несчастные случаи в быту, на транспорте, заболевания от загрязнения окружающей среды. |
Rср = 1*10-3 |
|
Профессиональная деятельность (система «ч-м-с-э-т-о-п») |
Профессиональные заболевания, несчастные случаи на производстве. |
Профессиональная деятельность: безопасная-Rср < 10-4 относительно безопасная Rср=10-4-10-3 опасная Rср=10-3-10-2 особо опасная Rср>10-2 |
|
Социальная среда |
Самоубийства, самоповреждения, преступные действия, военные действия и т.д. |
Rср= (0,5-1,5)*10-4 |
Для определенного риска можно использовать четыре методических подхода:
1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, построение деревьев причин и опасностей.
2. Модельный, основанный на построении моделей воздействия опасностей на отдельного человека или на профессиональные группы.
3. Экспертный, когда вероятность различных событий определяется на основе опроса опытных специалистов, т.е. экспертов.
4. Социологический, основанный на опросе населения.
Целесообразно комплексное использование этих подходов.
§ 4 Концепция приемлемого (допустимого) риска.
Определение приемлемого риска. Понятие «безопасность».
Во всех промышленно-развитых странах принята концепция приемлемого (допустимого) риска.
Ранее в РФ политика безопасности труда (охраны труда) на производстве базировалась на строгом требовании – не допустить ни одного несчастного случая (ни одной травмы).
Гуманно? Да. Но в такой сложной системе как промышленное предприятие (производство) не возможно обеспечить нулевой риск, т.е. работать без травм, профзаболеваний.
В настоящее время принята концепция, которая базируется на потенциальной опасности любой деятельности и компромиссе между уровнем безопасности и возможностями его достижения. Суть ее состоит в стремлении к такому малому (допустимому) риску, который приемлет (который может принять) общество в данный период времени.
Необходимость формирования концепции приемлемого (допустимого) риска обусловлена невозможностью создания абсолютно безопасной деятельности (технологического процесса), т.к. экономические возможности (средства) организации на повышение безопасности технических элементов (систем), на выполнение социальных программ и т.п. ограничены.
Приемлемый риск можно определить следующим образом. Рассмотрим следующий рисунок.
При увеличении затрат на совершенствование оборудования технический риск снижается, но растет социальный.
Суммарный риск имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы обучения (медицинское обслуживание, путевки в санатории, в д/отдыха и т.д.). Это обстоятельство надо учитывать при выборе приемлемого риска.
 |
R Суммарный Т.к. экономические
риск RСЭ
Затраты на безопасность
R- Смерт. случаи*чел-1*год-1
В настоящее время по международной договоренности принято считать, что действие техногенных опасностей (технический риск) должно находиться в пределах от 10-7 – 10-6
(смертельных случаев чел-1*год-1). Величина 10-6
является максимально приемлемым уровнем индивидуального риска. В России эта величина используется для оценки пожарной безопасности и радиационной безопасности. В некоторых развитых странах, например, в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке на уровне 10-6 в год (смертельных случаев чел-1*год-1).
Для обеспечения безопасности конкретной производственной деятельности должны быть выполнены следующие три задачи:
Первая
– осуществляется детальный анализ (идентификация) опасностей, формируемых в изучаемой деятельности. Анализ должен проводиться в следующей последовательности: устанавливаются элементы – источники опасности. Затем проводится оценка опасностей по качественным, количественным, пространственным и временным показателям.
Вторая
– разрабатываются эффективные меры защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей. Под эффективными понимаются такие меры защиты человека на производстве, которые при минимуме материальных затрат дают наибольший эффект: снижают заболеваемость, травматизм и смертность.
Третья – разрабатываются эффективные меры защиты от остаточного риска данной деятельности (технологического процесса). Они необходимы, т.к. обеспечить абсолютную безопасность деятельности невозможно. Эти меры применяются в случае, когда необходимо заниматься спасением человека или среды обитания.
По ГОСТ Р 1.0-92 «безопасность – отсутствие допустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба».
Учитывая вероятностный характер неблагоприятных последствий (реализации опасности) и представление риска как: R(t)=n(t)/N
безопасность деятельности можно определить:
B(t)=1-R(t),
где N – общее число событий (работников).
Из рассмотренного ранее примера:
Rпр=1*10-4 ед/год; B(t)=1-1*10-4=0,9999
Такой подход позволяет сравнивать безопасности деятельности.
§ 5 Показатели, характеризующие состояние системы «чмс» (организации) по обеспечению безопасности жизнедеятельности
Состояние системы в области ОБЖД (обеспечения безопасности жизнедеятельности) характеризуется различными показателями:
- интегральными (интегральный показатель профессионального риска)
- абсолютными показателями, например, количество несчастных случаев, количество профессиональных заболеваний; число пострадавших при несчастных случаях; материальные последствия от несчастных случаев и т.п.
Кроме того, используются относительные показатели производственного травматизма и заболеваемости:
1) Коэффициент частоты несчастных случаев (травм) рассчитываются по формуле: Кч= Н*1000/С, рассчитывается на 1000 работающих,
где Н – число несчастных случаев (травм) за определенный период времени (число пострадавших);
С – среднесписочная численность работающих в тот же период времени.
2) Коэффициент тяжести несчастных случаев (травм) определяются по формуле: Кт=Д/Н,
где Д – число дней нетрудоспособности, вызванной несчастными случаями, по которым закончилась временная нетрудоспособность (закрыты листки нетрудоспособности).
В приведенной формуле коэффициент тяжести не отражает фактической тяжести несчастных случаев, так как при расчете не берутся случаи, нетрудоспособность которых не закончилась в отчетный период, и этот показатель не учитывает потерь, связанных с полным выбытием погибших из трудового процесса.
Поэтому, кроме приведенных коэффициентов, при анализе производственного травматизма подсчитывают коэффициент нетрудоспособности из-за несчастных случаев (травм):
Кнт=Кчт*Ктт=Д*1000/С;
4) Показатель материальных последствий несчастных случаев определяется по формуле:
Пмт=Мн*1000/С,
где Мн – материальные последствия несчастных случаев за определенный период времени, руб.
Аналогичным образом могут быть определены относительные показатели заболеваемости: коэффициент частоты случаев заболеваемости или дней нетрудоспособности из-за заболеваний, приходящихся на 100 работников; коэффициент тяжести заболеваемости; коэффициент нетрудоспособности из-за заболеваний: Кчз=Б*100/С; Ктз=Д/З; Кнз=Д*100/С,
где Б – количество случаев заболеваний,
Д – дни нетрудоспособности из-за заболеваний
§ 6 Условия труда. Классификация факторов производственной среды и трудового процесса.
Условия труда – это совокупность факторов производственной среды и факторов трудового процесса, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.
В соответствии с Федеральным законом «Об основах охраны труда в Российской Федерации» (1999 год) дадим следующие понятия:
вредный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию;
опасный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работника может привести его к травме;
между указанными факторами нет принципиального различия. «В зависимости от количественной характеристики и продолжительности действия отдельные вредные производственные факторы могут быть опасными».
Безопасные условия труда – условия труда, при которых воздействие на работающих вредных или опасных производственных факторов исключено либо уровни их воздействия не превышают установленные нормативы;
Классификация факторов производственной среды и факторов трудового процесса представлена в следующих нормативных документах:
1. в ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация». В этом ГОСТе производственные факторы подразделяются по природе действия на четыре группы: физические, химические, биологические, психофизиологические.
2. В руководстве Р2.2755-99 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.»
В соответствии с указанным Руководством вредными производственными факторами могут быть следующие факторы производственной среды.
(три группы факторов):
1-ая группа – физические факторы:
- температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение (микроклиматические параметры);
- все виды излучений (неионизирующие, ионизирующие);
- производственный шум, ультразвук, инфразвук;
- вибрация;
- аэродром (пыли);
- освещение (естественное, искусственное);
- электрически заряженные частицы воздуха – аэроионы.
2-ая группа – химические факторы, в том числе некоторые вещества биологической природы (антибиотики, гормоны, витамины);
3-я группа – биологические факторы:
- патогенные микроорганизмы;
- белковые препараты и т.п.
1,2,3-я группы производственных факторов относятся к факторам производственной среды.
В соответствии с Руководством вредными производственными факторами считаются следующие факторы трудового процесса, которые подразделяются на две подгруппы:
I) факторы, характеризующие тяжесть труда.
Это физическая динамическая нагрузка, масса поднимаемого и перемещаемого груза, общее число стереотипных рабочих движений, статическая нагрузка, форма рабочей позы, степень наклона корпуса, перемещения в пространстве.
II) факторы, характеризующие напряженность труда.
К ним относятся:
1) интеллектуальные нагрузки (содержание работы, восприятие сигналов, степень сложности задания, характер работы;
2) сенсорные нагрузки (длительность сосредоточения, наблюдения; число объектов наблюдения; размер объекта различения при длительности наблюдения; наблюдение за экранами видеомониторов и т.д.)
3) эмоциональные нагрузки (степень ответственности, степень риска для жизни и т.д.);
4) монотонность нагрузок;
5) режим работы.
По сравнению с классификацией производственных факторов, представленной в Руководстве, в указанном ГОСТе в первую группу добавлены опасные производственные факторы, такие как, например, «движущиеся машины и механизмы, подвижные части оборудования и т.п., острые кромки, заусенцы; расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола) и т.д.».
§ 7 Гигиеническая оценка условий труда по показателям вредности и опасности факторов. Классификация условий труда.
Гигиеническая оценка условий и характера труда на рабочих местах проводится с целью:
1) контроля условий труда работника на соответствие действующим нормативным документам по охране труда (СН, ГОСТов и т.п.);
2) установления приоритетности в проведении оздоровительных мер и оценки их эффективности;
3) аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации работ по охране труда в организации;
4) применения мер административного воздействия при правонарушениях, а также привлечения виновных лиц к дисциплинарной и уголовной ответственности;
5) установление уровней профессионального риска для разработки профилактических мероприятий и обоснования мер социальной защиты работающих и т.д.
Гигиеническая оценка условий труда проводится на основании положений Руководства Р2.2.755-99 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда…»
Гигиенические критерии оценки условий труда – это критерии, оценивающие степень отклонения фактических параметров показателей факторов производственной среды и трудового процесса от действующих гигиенических нормативов с помощью показателей. Гигиенические нормативы представлены в нормативных правовых документах по охране труда (СН, ГОСТ, СанПиН и т.д.)
Отклонения фактических параметров показателей факторов от гигиенических нормативов могут привести к функциональным изменениям в организме человека в результате вредного воздействия факторов.
Классификация условий труда основана на принципе дифференциации указанных отклонений.
Исходя из гигиенических критериев, условия труда подразделяются на 4 класса:
1-й класс – оптимальные условия труда;
2-й класс – допустимые условия труда.
1-й и 2- й классы соответствуют безопасным условиям труда.
3-й класс – вредные условия труда.
Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работающих подразделяются на четыре степени вредности: 3.1; 3.2; 3.3; 3.4.
Выраженность изменений в организме работников проявляется в ухудшении их состояния здоровья, например, в неблагоприятном состоянии некоторых органов, систем, а также в развитии профзаболеваний разных форм (легких, средней тяжести и т.п.).
4-ый класс – опасные (экстремальные) условия труда.
Гигиенические нормативы условий труда (ПДК, ПДУ) – уровни вредных производственных факторов, которые при ежедневной работе, но не более 40 часов в неделю, в течении всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами, в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
В гигиенических критериях даны понятия 1,2,3 и 4 классов условий труда.
1 класс – оптимальные условия труда – такие условия, при которых сохраняется не только здоровье работающих, но и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности.
2 класс – допустимые условия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, и которые не должны оказывать неблагоприятного воздействия в ближайшем или отдаленном периоде на состояние здоровья работающих и их потомства.
Оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.
3 класс – вредные условия труда характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм работающего и/или его потомства.
Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений (последствия) в организме работающих подразделяются на 4 степени вредности (3.1; 3.2; 3.3; 3.4).
4 класс – опасные (экстремальные) условия труда, характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействия которых в течении рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.
Заметим, что работа в условиях превышения гигиенических нормативов является нарушением законов Российской Федерации («Об охране здоровья граждан», «Об основах охраны труда в Российской Федерации» и т.д.).
Работа в опасных (экстремальных) условиях труда (4 класс) не допускается, за исключением ликвидации аварий и т.п.
В тех случаях, когда по обоснованным технологическим причинам работодатель не может в полном объеме обеспечить соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах, органы Госсанэпидслужбы могут разрешить работу при обязательном использовании средств индивидуальной защиты и ограничения времени воздействия на работников вредных производственных факторов (защита временем).
При этом каждый работник должен получит полную информацию об условиях труда, степени их вредности, возможных неблагоприятных последствиях для здоровья, о необходимых средствах защиты, режимах труда и отдыха.
Гигиенические критерии могут иметь различные формы выражения:
- абсолютная форма:
1) ФП – ГН < Пк
2) ФП ? ГН > ФП – ГН ? 0 и т.д.,
где ФП – фактический параметр показателя производственного фактора;
ГН – гигиенический норматив показателя производственного фактора (нормативное значение);
ПК – показатель оценки (устанавливает класс условий труда).
- относительная форма:
1) ФП / ГН ? 1;
2) ФП / ГН = (Пк1 ÷ Пк2);
3) ФП / ГН ? Пк, и т.д.,
где Пк1 и Пк2 - границы показателя оценки.
- альтернативная форма:
1) ФП ? Пк;
2) ФП ? Пк;
3) ФП < Пк * ГН и т.д.
Рассмотрим примеры.
I) Определение класса условий труда в зависимости от содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
1) Если Кф / ПДК ? 1, то класс – допустимый,
здесь ГН = ПДК
2) Если Кф / ПДК = (1,1 ÷ 3,0), то вредный класс I степени (3.1),
где Кф – фактическая концентрация вещества;
ПДК – предельно допустимая концентрация вещества.
II) Определение класса условий труда по показателю тяжести трудового процесса – «подъем и перемещение тяжести постоянно…»
1) Если масса до 3 кг (для женщин), то – оптимальный класс;
2) Если масса до 10 кг (для женщин), то вредный класс I степени (3.1).
Рассмотрим алгоритм оценки условий труда работника по степени вредности и опасности.
1. Определяются фактические параметры (значения) показателей производственных факторов среды и трудового процесса различными методами (расчетом, измерением).
2. Установление класса условий труда по показателям каждого фактора производственной среды (шум, вибрация, освещение, микроклимат, инфразвук и т.д.)
3. Установление класса условий труда по отдельным показателям тяжести трудового процесса.
4. Установление класса условий труда по отдельным показателям напряженности трудового процесса.
5. Установление общей гигиенической оценки условий труда, т.е. класса условий труда.
Гигиеническая оценка и классификация условий труда проводится по каждому фактору производственной среды и трудового процесса.
Градация условий труда в зависимости от степени отклонения действующих показателей факторов производственной среды и трудового процесса от гигиенических нормативов представлены в соответствующих таблицах (по производственным факторам) Руководства.
Общая оценка условий труда устанавливается:
- по наиболее высокому классу и степени вредности;
- при сочетании 3-х и более факторов, относящихся к классу 3.1, общая оценка условий труда соответствует классу 3.2;
- при сочетании 2-х и более факторов классов 3.2, 3.3, 3.4 – условия труда оцениваются соответственно на одну степень выше.
Рассмотрим примеры.
I Задача – определить классы условий труда в зависимости от уровней шума.
Допустим, что предельно допустимый уровень шума на рабочем месте программиста, а точнее, уровень звука, в дБА, составляет 50 дБА (СН2.2.4/2.1.8.562-96, ГОСТ12.1.003-83).
Рассмотрим следующие варианты:
1) Если уровень звука ? ПДУ, то класс условий труда в соответствии с Гигиеническими критериями – допустимый (класс 2) (УЗ ? ПДУ, где ГН ? ПДУ).
2) Если уровень звука превышает ПДУ до 5 дБА, то класс условий труда – вредный первой степени (класс 3.1) (УЗ – ПДУ ? 5).
3) Если уровень звука превышает ПДУ больше, чем на 35 дБА, то класс условий труда – опасный (класс 4) (УЗ – ПДУ > 35)
II Задача – определить общую оценку условий труда, если класс условий труда по факторам производственной среды – 3.1, класс условий труда по тяжести – 2; класс условий труда по напряженности труда 3.2.
Общий класс условий труда – 3.2.
§ 12 Человек и его характеристики (качества).
Человек – сложная, целостная, саморегулирующая и само обновляющая система с определенной структурой.
Основной структурой и функциональной единицей всего живого является клетка. Клетки и межклеточные вещества образуют ткани различных видов. Ткани образуют органы, органы – системы органов (функциональные подсистемы и т.д.), а системы органов – целостный организм.
Важнейшей функцией нервной системы является то, что она связывает в единое целое все клетки, ткани, органы, системы организма человека, образуя многоуровневую структуру.
Человека и его характеристики (качества) можно оценивать с нескольких точек зрения.
Во-первых, человека рассматривают как индивид (или индивидуум), т.е. отдельный живой организм (сложную биологическую систему). При этом выделяют физико-биологические параметры.
Во-вторых, человека можно рассматривать как личность. В этом случае рассматривают конкретную совокупность социально значимых черт (социально-психологических качеств), человека оценивают как специалиста. В этом случае говорят о профессиональных качествах.
Психологические и психофизиологические качества (параметры) характеризуют человека как субъекта деятельности.
О человеке говорят как об индивидуальности, т.е. о неком своеобразном сочетании, комплексе отдельных, особых качеств человека.
Единичный (конкретный) человек как индивидуальность может быть представлен структурой его свойств (качеств), состоящей из его свойств как личности, специалиста, субъекта деятельности и его природных качеств как индивидуума (свойства находятся в единстве и во взаимосвязи).
В аспекте безопасности нас в большей степени интересует индивидуальность человека.
Индивидуальные качества характеризуют не только человека, но и его поведение, т.е. формы взаимодействия с окружающей средой.
|
поведение
Выделим (условно) следующие группы качеств (характеристик) человека:
1) биологические качества (характеристики безусловных рефлексов, т.е. врожденных форм поведения и т.д.).
Безусловные рефлексы делятся на четыре группы: оборонительные или защитные; пищевые; половые; ориентировочно-исследовательские.
2) Физиологические качества (характеристики сердечно-сосудистой системы, пищевой системы и т.д.)
3) Психологические (психофизиологические) качества ( концентрация внимания, наблюдательность, сенсомоторная координация, эмоциональная устойчивость, склонность к риску, мотивация, мышление и т.д.)
4) Антрометрические характеристики (статические и динамические характеристики (размеры) частей тела человека и т.д.)
5) Социальные качества (ценности, социальные контакты и т.д.)
6) Профессиональные качества (знание, умения, опыт, навыки)
7) «Анкетные» характеристики (возраст, пол, образование и т.д.)
8) Состояние человека (физическое, психологическое и т.д.)
Для обеспечения безопасности человека из всего многообразия качеств (характеристик) человека нужно выделить те качества и их сочетания, которые способствуют (или усиливают) предрасположенность человека к опасности или, наоборот, уменьшают ее.
На основании исследований (на базе инструментальных, тестовых методик, испытаний, анализа несчастных случаев и т.д.) была выделена следующая классификация групп факторов, определяющих способность человека противостоять опасности в процессе труда:
1) чисто биологические факторы (вытекают из природных свойств человека, связаны с комплексом безусловных рефлексов, которыми человек неосознанно отвечает на опасности, угрожающие его организму);
В основе безусловных рефлексов лежит принцип: поступающая информация от рецепторов непосредственно переключается на исполнительные органы.
2) факторы, определяющие особенности психического отражения и психических функций человека, т.е. психофизиологические качества и состояния человека;
3) факторы, вытекающие из опыта человека, его навыков, знания, умений;
4) факторы, характеризующие направленность человека, т.е. его мотивы, интересы, установки и т.п., т.е.
психологические качества.
Анализируя причины аварийности, травматизма было установлено, что организационно-психологические причины составляют 60-90% от всех причин. К организационно- психологическим причинам относят низкий уровень профессиональной подготовки по вопросам безопасности, недостаточное воспитание, слабая установка работников на подготовку по вопросам безопасности, допуск к опасным видам работ лиц с повышенным риском, состояние утомления или другие психические состояния.
Поэтому, для обеспечения безопасности человека особое внимание обращают на психологические процессы (ощущения, восприятия, память и др.), качества и состояния.
Анализ результатов исследований (в основном тестовых испытаний) выявил следующие психологические показатели (отрицательные), определяющие предрасположенность человека к опасности: недостаточная сенсомоторная координация, низкая скорость и точность реагирования, низкие качества внимания, чрезмерно высокая (или низкая) склонность к риску, эмоциональная неуравновешенность (устойчивость), свойства темперамента (медлительность, агрессивность), причем склонность к риску выделен как наиболее яркий показатель.
Среди психологических показателей личности, влияющих на безопасность, труда занимает самое важное место, точнее сказать, система потребностей, мотивов и интересов личности. Именно эта система определяет причины поведения личности, помогает объяснить принимаемые решения.
В трудовой деятельности проявляются следующие пять основных мотивов: выгода, безопасность, удобство, удовлетворенность и нивелирование в трудовом коллективе.
Мотив – то, почему действует человек, внутреннее побуждение (желание) к деятельности, связанное с удовлетворением определенных потребностей (ради чего человек делает?).
Мотив выгоды заключается в получении вознаграждения за результаты труда. В понятие выгоды включается материальная выгода (заработанная плата, премии) и социальная выгода (самоутверждение, престиж и т.д.).
Мотив удобства проявляется в стремлении выбрать более мягкий способ выполнения задания, при котором требуются меньшие энергетические затраты, меньшее психическое напряжение.
Такими способами обычно являются те, для выполнения которых у человека выработаны навыки, или которыми он лучше владеет.
Мотив удовлетворенности проявляется в получении удовольствия от результата и процесса труда. Проявление этого мотива зависит от ценностей, склонностей, интересов работника. Такой мотив особенно силен тогда, когда профессия соответствует направленности работника, представляется ему престижной.
Мотив «нивелирования" проявляется в стремлении действовать с учетом мнения работников, в стремлении быть не хуже других.
Мотив безопасности заключается в избежании опасностей, возникающих в процессе труда. Под опасностью понимается не только производственные факторы, но и материальные опасности (связанные с поломкой техники, лишением премии, понижением в должности и т.д.), а также организационные опасности (административные наказания, потеря уважения и т.д.).
Все вышеперечисленные мотивы в той или иной мере присутствуют в трудовой деятельности каждого работника, однако, роль и вес (сила) каждого мотива в общей мотивации у разных работников неодинаковы.
Мотивы побуждают работника к определенному поведению, например, идти на нарушение требований безопасности труда.
Для того, чтобы работник (как главный элемент системы «ЧМС») выполнял функции (действия) в соответствии с требованиями безопасности жизнедеятельности или в целях обеспечения безопасности жизнедеятельности, необходимо сделать так, чтобы мотивы побуждали бы работника к этому. Сделать это можно, усилив необходимые мотивы. Из всех перечисленных мотивов наибольший интерес представляет мотив безопасности, но и немалую роль в поставленной задаче могут сыграть и другие мотивы (выгоды, удобства, удовлетворенности).
Мотив может быть усилен за счет дополнительного стимулирования (морального и материального), что подтверждается психологическими исследованиями. Кроме того, на силу мотива могут оказывать влияние навык, знания, умения работника, социальные контакты, отношение между работниками и т.д.
Человек социален, поэтому общество формирует его потребности.
Количество и разнообразие потребностей человека огромно. Выделяют первичные потребности, т.е. вызванные физиологией человека: в пище, воде, воздухе, сне и др., которые обеспечивают его существование как биологического вида (жизненно важные потребности).
Вторичные потребности вырабатываются в ходе развития и обретения жизненного опыта. Они намного разнообразнее первичных. Примеры: сохранение устойчивости, контакт с окружающими и т.п.
Все множество потребностей личности составляет мотив деятельности индивида.
Интересы человека не менее значимы для безопасной деятельности работника.
Рассмотрим взаимосвязь понятий «потребность-мотив-интерес».
 |
|
Для каждого человека существует оптимальный уровень мотивации, дающий максимальную производительность труда.
Важную роль в поведении человека, в результатах его деятельности играют социальные качества человека. К ним относятся: нормы и ценности человека; социально определенную цель его деятельности; занимаемый человеком социальный статус, выполняемая социальная роль, социально-психологические особенности человека и т.д.
Способность работника противостоять производственным опасностям определяется физическим и психологическим состояниями.
На условия и безопасность труда, на эффективность и надежность работы человека оказывают влияние антропометрические характеристики человека.
Антропометрические характеристики определяются размерами тела человека, его отдельных частей. Используются для проектирования наиболее рациональных, а значит и безопасных условий труда. Характеристики позволяют рассчитывать пространственную организацию рабочего места, устанавливать зоны досягаемости и видимости, размеры конструктивных параметров рабочего места и приспособлений (высота, ширина, длина, глубина и т.п.).
Антропометрические характеристики подразделяются на динамические и статические.
. . . . . .
Статические размеры Приросты движения тела
части тела в пространстве)
Размер головы Размер стопы . . .
Рис. Классификация антропометрических характеристик
Привязка элементов рабочего места (оборудования и т.п.) к антропометрическим характеристикам человека позволяет снизить возможность травмирования, сократить, например, лишние движения работника, а, следовательно, снизить утомляемость; создать удобства и т.п.
При выделении профессиональных качеств человека имеют в виду навыки, уменье работника решать производственные задачи безопасно, что, главным образом, зависит от знания работником своей профессии, в том числе требований по охране труда, приемов и методов безопасной работы, от опыта, творческих возможностей человека.
В результате исследований было замечено, что:
1) У человека в процессе труда могут не только изменяться качества (в меру возможности), но и проявляться механизмы компенсации недостающих качеств. Например, за счет развития профессиональных качеств (умения, навыков), высокой мотивации к безопасному труду, может быть компенсирована склонность человека к риску (к опасности).
2) Индивидуальные качества человека имеют тесную, сложную взаимосвязь. Это объясняет, например, сложность диагностирования показателей индивидуальных качеств (характеристик).
3) Отдельный (отрицательный) из показателей индивидуальных качеств (характеристик) человека сам по себе не может служить причиной предрасположенности человека к опасности. Предрасположенность создается при определенных сочетаниях показателей индивидуальных качеств, при некоторых психических и физических состояниях человека, например, плохое здоровье в сочетании с повышенной агрессивностью к окружающим; низкие производственные качества сочетании с недостатками социального характера, с плохой сенсорной координацией и т.д. Наличие предрасположенности к опасности не является условием (необходимым или достаточным) возникновения несчастного случая (травмы) или заболевания.
Отсюда, при оценке и отборе исполнителей для выполнения определенного рода работ (технологического процесса), кандидатов на должность руководителя, специалиста необходимо учитывать индивидуальные качества и состояние здоровья претендентов. Требования к персоналу, допускаемого к участию в определенном производственном процессе, отражены в соответствующих нормативных правовых актах (стандартах ССБТ).
# 13. Основные формы деятельности человека.
Характеристики трудового процесса. Категории работ
Деятельность человека носит самый разнообразный характер. Несмотря на это, ее можно разграничить на две основные формы по характеру выполняемых человеком функций (условно): физический труд (работа) и умственный труд.
1. Физический труд.
Физическим трудом (работой) называют выполнение человеком энергетических функций в системе «человек – орудие труда».
Физический труд требует значительной мышечной активности.
Физический труд (работа)
подразделяется на два вида: динамическую и статическую. Динамическая работа связана с перемещением тела человека, его рук, ног, пальцев в пространстве; статическая – с воздействием нагрузки на верхние конечности, мышцы корпуса и ноги при удержании груза, при выполнении работы стоя или сидя.
2. Умственный труд (интеллектуальная деятельность).
Этот труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации.
Виды интеллектуальной деятельности: операторский труд; творческий труд; труд преподавателя, студента.
В современной трудовой деятельности человека объем чисто физического труда незначителен.
Основными характеристиками
труда (точнее, трудового процесса) являются тяжесть и напряженность труда.
Тяжесть труда – характеристика, отражающая преимущественную нагрузку на опорно- двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность.
Напряженность труда – характеристика, отражающая нагрузку преимущественно на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника.
Факторы, характеризующие тяжесть и напряженность труда, рассмотрели, когда говорили об условиях труда.
Критерием тяжести и напряженности выполняемой работы служит уровень энергозатрат.
Работы по энергозатратам подразделяются на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.
Легкие работы (категория 1)
подразделяются на две категории: 1а – при которой энергозатраты составляют до 139 Вт, и 1б – при которой энергозатраты составляют 140 – 174 Вт. (до 174 Вт) [Вт-> дж/с или после перевода ккал/ч]
К категории 1а
относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим усилием.
К категории 1б
относятся работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающие некоторым физическим усилием.
Работы средней тяжести (категории 2) подразделяются на две категории: 2а
– при которой энергозатраты составляют 175-232 Вт, и 2б – при которой энеергозатраты составляют 233-290 Вт. (от 175 до 290 Вт)
К категории 2а
относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением мелких ( до 1кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий.
К категории 2б
относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и перенесением тяжестей массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим усилием.
Тяжелые работы
характеризуются расходом энергии более 290 Вт. К этой категории относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и перенесением значительных (свыше 10 кг)
тяжестей и требующие больших физических усилий.
# 14. Теплообмен человека с окружающей средой
Энергия, необходимая человеку для жизнедеятельности, выделяется в его организме в результате химических процессов (в основном, окислительно-восстановительного распада органических соединений, содержащихся в пищевых продуктах).
Часть этой энергии
расходуется на совершение полезной работы, часть рассеивается в виде теплоты, нагревая тело человека, и часть энергии в виде теплоты
выделяется в окружающую среду.
Количество выделяемой (человеком) теплоты зависит от степени физического напряжения организма в определенных микроклиматических условиях и составляет от 85 Вт (в составлении покоя) до 500 Вт (при тяжелой работе).[Вт -> дж/с]
Для того, чтобы физиологические
и химические процессы протекали в организме нормально, необходимо поддерживать постоянство температуры тела, то есть выделяемая
организмом (в окружающую среду) теплота должна полностью отводится
в окружающую среду.
Важным интегральным показателем теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов). Эта температура зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении работ.
Средняя температура тела должна составлять 36-37
Косвенными показателями теплового состояния человека могут служить влагопотери и реакция сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, уровень артериального давления и минутный объем крови).
Нормальное тепловое самочувствие имеет место при:
Qч = Qc (выражение теплового баланса)
где Qч – теплопродукция (тепловыделение) человека;
Qc – количество теплоты, воспринимаемое окружающей средой (отводимое в окружающую среду).
Рассмотрим два случая:
1) Если Qч >Qc (теплота не полностью передана среде), то происходит рост температуры
внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко» (перегрев организма).
2) Если Qч < Qc (среда воспринимает больше теплоты), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «холодно».
Неблагоприятные последствия этих двух случаев: быстрая утомленность, потеря работоспособности, потеря сознания, гибель.
Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется:
Qч = Qт
где Qт – отдача теплоты в результате теплопроводности через одежду (ткань);
Qк - теплоотдача или теплоприход за счет конвекции, т.е. через охлаждение или нагрев тела воздухом, омываемым поверхность тела;
Qи – теплоотдача, обусловленная испарением влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, легких;
Qп – теплоотдача или теплоприход за счет излучения на окружающие человека поверхности (или с поверхностей);
Qв – теплоотдача за счет нагревания выдыхаемого воздуха.
В состоянии покоя
при температуре окружающего воздуха 18
Итак, теплопередача (теплопроводность) – при непосредственном контакте тел; конвекция
– передача теплоты окружающему воздуху, который, нагреваясь, отдает его холодным поверхностям; излучение (лучеиспускание), испарение пота – основные пути передачи теплоты от нагретых поверхностей.
В промышленном помещении – основными являются конвекция и излучение.
1) Передача теплоты излучением
зависит от температуры поверхности и степени ее черноты: темные шероховатые поверхности излучают больше тепла, чем блестящие, гладкие. Излучение
происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру, чем температура поверхности одежды (27-31
2) Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха (точнее, от разницы температур нагретого тела и охлаждающего воздуха) и скорости его движения, а также от формы и состояния поверхности.
3) Отдача тепла испарением пота зависит от относительной влажности и скорости движения воздуха.
Отсюда, человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.
Тепловое самочувствие человека или тепловой баланс зависит от температуры, скорости воздуха относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности энергозатрат организма.
Приспособление организма человека к изменениям параметров окружающей среды происходит в результате действия в организме терморегуляции.
Процессы поддержания (или способы поддержания) постоянной температуры тела (собственную теплопродукцию) при изменении микроклиматических условий и при выполнении различной по тяжести работы называются терморегуляцией.
Нормальная температура человека 36-37
Терморегуляция обеспечивается теплопродукцией (тепловыделением) и внешней теплоотдачей (при теплообмене с окружающей средой), т.е.
совместным действием различных систем организма человека.
# 15. Работоспособность человека и ее динамика. Утомление человека
Работоспособность – функциональные свойства
(возможности) организма человека, необходимые для выполнения конкретной работы. Уровень функциональных возможностей человека зависит от условий труда, состояний здоровья, возраста, мотивации к труду и т.д. Изменение работоспособности во времени называют динамикой работоспособности.
Вся трудовая деятельность протекает по фазам. Рассмотрим фазы работоспособности в течение рабочего дня.
I. Предрабочее состояние (фаза мобилизации) – субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы.
II. Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности. Длительность периода врабатываемости может быть значительной. На длительности сказываются: интенсивность работы, возраст, опыт, тренированность, к работе.
III. Период устойчивой работоспособности – его длительность составляет ко всему времени работы примерно 2/3. Эффективность труда в этот период максимальная.
IV. Период утомления. Характеризуется снижением продуктивности, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость.
V. Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого
напряжения.
VI. Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.
VII. Период восстановления. Необходим организму для восстановления работоспособности. Продолжительность этого периода определяется тяжестью проделанной работы, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе и т.п.
Утомление – временное и обратимое снижение
функциональных возможностей (работоспособности) организма человека, вызванное непосредственно работой и воздействием условий труда. (из-за истощения энергетических ресурсов). Утомление может быть мышечным (физическим), умственным (психическим).
Чем больше развивается утомление, тем ниже работоспособность.
Rr = 100-У,
где R – работоспособность, %:
У – утомление
Величину работоспособности (Rr) при конкретных условиях труда можно вычислить по формуле: (Rт, %)
Rr = 100-[(Ит-15,6)/0,64],
где Ит – интегральный показатель тяжести труда, формирующийся в тех же условиях труда, балл;
15,6 и 0,64 – коэффициенты регрессии.
Ит можно вычислить по эмпирически составленному (НИИ труда) уравнению:
Ит = 19,7
где Ит – интегральный показатель тяжести труда, балл;
Биологически значимыми
являются элементы (факторы) условий труда, с наибольшей вероятностью вызывающие основные качественные изменения и реакции работающего, по которым судят о формировании той или иной категории тяжести труда.
Разработана специальная методика определения Ит; при этом заполняется карта условий труда на рабочем месте и используется таблица критериев для бальной оценки элементов условий труда на рабочем месте.
Элементы: санитарно-гигиенические (шум,
Классификация психологических причин возникновения опасных ситуаций и несчастных случаев (травм)
В каждом действии
человека психологи выделяют три функциональные части: мотивационную, ориентировочную и исполнительную. Нарушение в любой из этих частей влечет за собой нарушение действия в целом.
Таким образом, в классификации психологических причин
возникновения опасных ситуаций и несчастных случаев можно выделить три класса:
1) Нарушение мотивационной части действий. Проявляется в нежелании
выполнять определенные действия (операции). Нарушение может быть
относительно постоянным (человек недооценивает опасность, склонен к риску, отрицательно относится к трудовым и (или) техническим требованиям, безопасный труд не стимулируется и т.п.) и временным (человек в состоянии депрессии, алкогольного опьянения и др. состояниях).
2) Нарушение ориентировочной части действий. Проявляется в незнании правил эксплуатации технических систем, требований безопасности труда и способов их выполнения.
3) Нарушение исполнительной части. Проявляется в невыполнении правил (инструкций, предписаний, норм и т.д.) вследствие несоответствия психических
и физических возможностей человека требования работы. Такое несоответствие
может быть постоянным (недостаточная координация, плохая концентрация внимания, несоответствие роста габаритам обслуживаемого оборудования и т.д.) и временным
(переутомление, понижение трудоспособности, ухудшение состояния здоровья, стресс, алкогольное опьяненье).
Эта классификация дает возможность разработать профилактические мероприятия по предупреждению травм в каждом классе: мотивационный – в основе мероприятий пропаганда и воспитание; ориентировочный – обучение, отработка навыков; исполнительный
– профотбор, медицинское обследование.
Причины возникновения опасных ситуаций и производственных травм, связанных с человеческим фактором, можно расположить по следующим уровням:
- уровень человека ( причины врожденные или приобретенные психологические и физиологические характеристики);
- уровень ближней среды (цех, предприятие) – причины условия труда, неблагоприятный социально-психологический климат, неудовлетворительный
инструктаж по безопасности труда, жилищные и материальные заботы и т.д.);
- уровень общества (отрасль, регион и т.д.) (недостаточная информированность о профессиональных рисках и последствиях от них, недостатки в стратегии организации безопасного труда в отрасли или регионе и т.д.).
на всех этапах деятельности человека возможны ошибочные действия. Опасные действия, совершаемые осознанно, умышленно, классифицируются как нарушения. Неосознанные опасные действия есть ошибки.
Понятие о надежности деятельности человека. Количественная оценка деятельности человека
Анализ надежности реальных систем должен обязательно включать и человеческих фактор.
Надежность работы человека
определяется как способность успешного выполнения им работы или поставленной задачи на заданном этапе функционирования системы в заданных условиях в течении определенного времени (т.е. без ошибок и отказов).
Ошибка человека
определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение запрещенного действия).
Количественная оценка деятельности человека.
В общем виде деятельность человека – оператора характеризуется быстродействием и надежностью.
Критерием быстродействия
является время решения задачи, т.е. время от момента реагирования
оператора на поступивший сигнал до момента окончания управляющих воздействий.
1) Время решения задачи определим следующим образом:
Топ = а + bH = a + (H/Vоп),
где а – скрытое время реакции, т.е. промежуток времени от момента появления сигнала до реакции на него оператора; его значения находятся в пределах 0,2-0,6 с;
b – время переработки одной единицы информации, [с/ед];
Н – количество перерабатываемой информации, [ед];
Vоп – средняя скорость переработки информации или пропускная способность (2 – 4 ед/с).
Зависит от психологических способностей человека, типа задач, технических и эргономических и др. особенностей систем управления. (оборудования)
Надежность деятельности
оператора – работника количественно определяется характеристиками: безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью, своевременностью, точностью.
С помощью теории надежности технических систем рассмотрим характеристики безошибочности и своевременности действий оператора.
Безошибочность оценивается вероятностью безошибочной работы, которая определяется как на уровне отдельной операции, так и в целом (на уровне работы).
2) Вероятность безошибочного выполнения операций j–ого вида (Рj) применительно к фазе устойчивой работы
определяется на основе статистических данных по следующей формуле:
Рj = (Nj – nj)/Nj,
где Nj – общее число выполняемых операций j-го вида;
nj – допущенное при этом число ошибок (число операций с ошибками).
3) Интенсивность ошибок в операциях j-го вида определяется на основе статистических
данных по формуле:
где
4) Своевременность действий оператора оценивается вероятностью выполнения задачи в течение заданного времени
Рсв = Р{T
где Т, Тдоп – фактическое и допустимое время выполнения задачи. Причем превышение Тдоп рассматривается как ошибка.
5) Вероятность выполнения задач в течение заданного времени (Рсв) по статистическим данным может быть определена:
Рсв = (N – Nнс)/N ,
где N и Nнс – общее и несвоевременное выполненное число задач, соответственно.
#16. Профессиональный отбор
Задача профотбора – определение пригодности человека к данной работе.
При этом следует различать готовность и пригодность к работе по той или иной профессии. Профессиональная готовность
определяется исходя из уровня образования, опыта и подготовки исполнителя. Профессиональная пригодность устанавливается с учетом степени соответствия индивидуальных качеств данного человека конкретному виду деятельности.
Профотбор представляет собой специально организуемые исследования, с помощью которых оцениваются индивидуальные качества человека (используются количественные и качественные показатели с тем, чтобы сопоставить их с нормативами). Нормативы определяют пригодность к данной профессии. Для изучения профессионально важных качеств человека используют анкетный, аппаратурный и тестовый методы.
1) Анкетный метод заключается в том, что с помощью определенным образом сформулированных и сгруппированных вопросов получают информацию о профессиональных свойствах человека. Анкеты могут быть самооценочными,
когда испытуемый сам дает оценку своих качеств, и внешнеоценочными,
когда оценку дает эксперт на основе обобщения данных, получаемых от лиц, длительное время наблюдавших за испытуемым.
2) Аппаратурный метод состоит в том, что отдельные психофизиологические факторы выявляют и оценивают с помощью специально сконструированных приборов и аппаратур. Наряду с приборами, обеспечивающими общее исследование психофизических свойств, на предприятиях конструируются установки, имитирующие тот или иной трудовой процесс.
3) Тестовый метод располагает набором тестов, предлагаемых испытуемому, в процессе решения которых выявляются те или иные психофизические свойства. Этот метод в настоящее время активно используются за рубежом.
Тесты делятся на следующие группы:
1) тесты определения способности человека;
2) тесты проверки зрения и слуха;
3) личностные тесты
( оцениваются такие качества как активность, импульсивность, чувство ответственности, уравновешенность, общительность, уверенность в себе, осторожность и другие);
4) тесты определения уровня квалификации (применяют для проверки профессиональных качеств: навыков, знаний, умений).
Производственная среда.
Производственная среда – окружающая работника в процессе его трудовой деятельности среда, обусловленная в данный момент совокупностью производственных факторов, способных оказывать при определенных условиях воздействия на человека, в том числе и негативное (т.е. окружение человека).
Ранее мы отмечали, что материальными носителями производственных факторов являются элементы подсистемы «человек», элементы технической, технологической подсистем и элементы внешней среды.
На производственные факторы влияют и элементы организационной и экономической подсистемы. К элементам подсистемы «Среда» следует отнести совокупность факторов производственной среды (о них говорили в «Условиях труда»).
#18. Микроклиматические условия. Влияние на человека. Нормирование
Метеорологические условия внешней среды (по отношению к системе) определяются параметрами:
- температурой воздуха;
- скоростью его движения;
- относительной влажностью;
- барометрическим (атмосферным) давлением;
- температурой окружающих поверхностей.
Метеорологические условия в помещении называют микроклиматом (в производственных условиях). К ним относятся:
- температура;
- относительная влажность;
- скорость движения воздуха;
- температура окружающих поверхностей (например, тепловое излучение).
Барометрическое давление не учитывается, т.к. внутри обычных помещений им нельзя управлять.
Деятельность человека может проходить в широком диапазоне давлений порядка 550-950 мм рт. ст. для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления.
Барометрическое давление, в основном, влияет на процесс дыхания.
Влияние микроклимата на человека.
Микроклимат влияет на процесс теплообмена человека с окружающей его средой. Восприятие тепла, холода, обеспечивает кожный анализатор (температурный рецептор кожи) человека.
Влияние температуры.
При увеличение t окружающей среды выше +30
наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву, а в отдельных случаях наступает тепловой удар.
Понижение температуры (< +12
Влияние влажности (относительной влажности).
Увеличение влажности свыше 80% затрудняет испарение влаги с поверхности кожи, способствует нарушению терморегуляции, может вызвать перегрев и, как следствие, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.
Уменьшение влажности ниже 18% способствует чрезмерному испарению влаги с поверхности тела, что может привести к обезвоживанию организма, пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей и переохлаждению организма, т.к. при испарении влаги отводится тепло.
Относительная влажность – отношение содержания водяных паров в 1 м
Скорость движения воздуха.
Человек начинает ощущать движение воздуха при V=0,1 м/с. Слабое движение (0,1-0,3) – способствует хорошему самочувствию.
Большая (0,7 м/с), вызывает увеличение отдачи тепла организмом и ведет к интенсивному охлаждению и переохлаждению, а также к простудным заболеваниям.
В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3,5 м/с. Заметим, что скорость движения оказывает влияние на распределение вредных веществ в помещении. Человек ощущает воздействие параметров микроклимата комплексно.
Рабочая зона – пространство (высотой до 2м) над уровнем пола или площадка, где находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Рабочее место – часть рабочей зоны.
Нормирование микроклимата.
Микроклимат регламентирует ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». ГОСТ регламентирует оптимальные и допустимые значения этих параметров. Значение параметров микроклимата ГОСТ устанавливает
с учетом периода года и категории работы для рабочей зоны.
Периоды года: холодный – при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +10
Категории работ (по энергозатратам):
1. Легкие работы;
2. Работы средней тяжести;
3. Тяжелые работы.
Помещения по тепловой характеристике классифицируются на:
1) Помещение с незначительными избытками явного тепла - <23 ВТ/м
2) Помещения со значительными - >23 ВТ/м
Приведем пример норм микроклимата.
Оптимальные нормы микроклимата (по ГОСТ).
|
Период года |
Категория работы |
|
|
V, м/с не более |
|
Холодный |
I Легкая |
|
|
|
|
Теплый |
I Легкая |
|
|
|
Измерение параметров микроклимата. Измерение температуры.
Измерение температуры в помещениях производят в разное время на высоте 1,3-1,5 м от пола на расстоянии не ближе 1 м от нагревательных приборов и др. источников тепла, а также от наружных стен.
При измерениях t
Измерения влажности воздуха.
Измерение относительной влажности осуществляют при помощи приборов – психрометров.
Простейший психрометр Августа состоит из 2-х термометров сухого и смоченного (влажного). Ртутный резервуар влажного термометра обернут куском марли или батиста и опущен концом в небольшой сосуд с водой.
У этого термометра температура ниже, чем у сухого; т.к. вода, испаряясь, отнимает теплоту.
Для более точных измерений применяют аспирационный психрометр
(Психрометр Ассмона) (лабораторная работа №2).
Измерения скорости движения воздуха.
Для определения скорости движения воздуха применяют анемометры.
Для скоростей 0,4-10 м/с крыльчатые, для скоростей 10-35 м/с – чашечные.
В крыльчатом анемометре имеется колесо с алюминиевыми крыльями, расположенными под углом 45
Для замера малых скоростей (<0,4 м/с) применяют электроанемометр,
работающий на принципе зависимости скорости охлаждения нагретого тела от скорости движения воздуха.
Вредные вещества в воздухе производственных помещений.
В результате хозяйственной деятельности человека наиболее сильно загрязняется вредными веществами воздушная среда.
Чистый атмосферный воздух в своем составе содержит:
Азот – 78,08%
Кислород – 20,95%
Углекислый газ – 0,03%
Инертные газы – 0,93%
Прочие газы – 0,01%
Если кислорода в воздухе содержится:
Многие технологические процессы сопровождаются выделением вредных веществ, поэтому воздух в рабочей зоне и в окружающей среде редко имеет приведенный состав.
#19. Классификация вредных веществ в воздухе
Вредными веществами называются вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызывать производственные травмы и профессиональные заболевания.
Вредное воздействие веществ
определяется как свойствами самого вещества, так и особенностями организма человека.
Загрязняющие вредные вещества различают:
1. по агрегатному состоянию
2. по характеру воздействия на организм человека
3. по степени воздействия
-1- По агрегатному состоянию вредные вещества в воздухе могут быть в виде:
1) газа, пара
2) твердых частиц
3) жидкие частицы
|
|
 |
-2- По характеру воздействия -----> все вещества подразделяют на два класса:
1. Нетоксичные.
2. Токсичные.
К нетоксичным относятся, в основном, инертные газы.
В нормальных
условиях ( при нормальном атмосферном давлении) инертные газы вредны тем, что своим присутствием снижают содержание кислорода в воздухе.
При повышенном давлении эти газы становятся сильными наркотиками.
Нормальное атмосферное давление равно 1013 гПа (760 мм.рт.ст.).
гПа – гектоПаскаль, гекто =
По характеру воздействия на организм вредные вещества делятся на шесть групп:
1. Общетоксичные – вызывающие отравление всего организма.
Окись угрерода (СО), свинец (Pb), ртуть (Hg), мышьяк, цианистые соединения.
2. Раздражающие – вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек.
Хлор (CI2), аммиак (NH3), сернистый газ, ацетон.
3. Сенсибилизирующие – действующие как аллергены (аллергические заболевания).
Формальдегид CH2O2, растворители и лаки на основе нитросоединений.
4. Канцерогенные – вызывающие раковые заболевания.
Никель и его соединения Ni, амины, асбест, окислы хрома.
5. Мутагенные – приводящие к изменению наследственной информации.
Свинец (Pb), марганец (Mn), радиоактивные вещества.
6. Влияющие на репродуктивную функцию (детородную) организма.
Ртуть, свинец, марганец, радиоактивные вещества.
Такая классификация ВВ условна, т.к. физиологическое действие многих веществ меняется с изменением концентрации или бывает комбинированным. При определенных условиях воздействия ВВ может привести к смертельному исходу.
Ряд вредных веществ оказывает на организм преимущественно фиброгенное действие (вызывает раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и оседая в легких, не попадая в кровь, лимфу вследствие плохой растворимости).
В основном – это пыли металлов (чугунная, железная, медная, алюминиевая и д.р.), пластмассовая, древесная, стеклянного волокна и т.д.
-3- Загрязняющие ВВ по степени воздействия подразделяются на четыре класса (в зависимости от ПДК):
1. Чрезвычайно опасные
(1 класс)
Ртуть, свинец (ПДК до 0,01) – ПДК до 0,1мг/м
2. Высокоопасные (2 класс)
Бензол, марганец, хлор, едкие щелочи – ПДК 0,1-1,0 мг/м
3. Умеренно опасные (3 класс)
Ацетон, дихлорэтан, сернистый ангидрид
4. Малоопасные (4 класс)
Аммиак, бензин, этиловый спирт – ПДК свыше 10 мг/м
Вредные вещества подразделяются на ВВ однонаправленного действия и ВВ разнонаправленного.
К ВВ однонаправленного действия относят вредные вещества, близкие по химическому строению и характеру действия на организм человека.
Примеры:
1. Спирты, кислоты, щелочи.
2. Окись углерода и нитросоединения.
В организм человека
вредные вещества проникают через:
1). Органы дыхания;
2). Органы пищеварения:
3). Кожу.
#20. Допустимые концентрации вредных веществ.
Нормирование содержания ВВ в воздухе рабочей зоны производственных помещений
Содержание загрязняющих веществ в воздухе оценивается концентрацией
(С или К), которая может выражаться в массовых единицах мг/м
ppm – содержание одного объема исследуемого вещества в 10
ppв – содержание одного объема вещества в одном миллиарде (10
Устанавливают следующие допустимые концентрации вредных веществ.
1. Предельно допустимая концентрация вещества в атмосферном воздухе ПДКам (мг/м
а). ПДКам – концентрация вещества, при которой исключается неблагоприятное действие данного вещества в течение ограниченного длительного времени.
Для вещества на которые отсутствуют ПДК, допустимыми значениями являются:
б). ОБУВ – ориентировочного безопасные уровни воздействия вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест. ОБУВ определены для более, чем 200 веществ.
2. Для вредных веществ, выделяющихся в производственных помещениях, установлены ПДКр.з. (мг/м
- предельно допустимые концентрации вещества в воздухе рабочей зоны.
ПДКр.з. – концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной работе в течение 8 часов (или другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю) на протяжении всего рабочего стажа не может вызывать у работающих заболеваний или отключений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами.
ПДК для атмосферного воздуха населенных мест значительно ниже, чем ПДК для воздуха рабочей зоны, т.к. в рабочей зоне человек находится только в течение рабочей смены.
Нормирование содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводится по ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. и др. нормам.
В нем установлены предельно допустимые концентрации (ПДКр.з.) ВВ в воздухе рабочей зоны
производственных помещений; указываются класс опасности (степень воздействия на организм человека) и агрегатное состояние веществ.
Пример из ГОСТа.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кроме ГОСТ, являются:
1). СанПиН2.2.4.548-96
«Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;
2). Гигиенические нормы ГН 2.2.5.686-96 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) ВВ в воздухе рабочей зоны» и другие гигиенические нормы.
# Мероприятия по оздоровлению воздушной среды
К таким мероприятиям относят следующие группы:
I. Технико-техническая группа:
(1). Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими.
Большое значение имеет для защиты от ВВ, лучистого тепла (теплового излучения или инфокрасного). Автоматизация улучшает условия труда, т.к. рабочие выводятся из опасной зоны (дистанционное управление).
(2). Применение технологических процессов и оборудования, в которых исключено
образование ВВ или попадания их в рабочую зону.
Это достигается заменой токсичных веществ нетоксичными; переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический и высокочастотный нагрев; применением увлажнения и т.п. при измельчении материалов и т.д.; герметизация
оборудования (печей, насосов и т.д.)
(3). Защита от источников тепловых излучений.
Это теплоизоляция
горячих поверхностей (использование разнообразных материалов: специальные бетоны и кирпич, минеральная и стеклянная вата, асбест, войлок и т.д.);
Экранирование (теплоотражающие экраны: листовой алюминий, альфоль – алюминиевая фольга, белая жесть и т.д., теплопоглощающие
экраны: огнеупорный кирпич, асбестовые щиты и т.д.; теплоотводящие
экраны – это сварные или литые конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Хорошая защита – водяные завесы.
(4). Устойчиво вентиляции, кондиционирования и отопления.
II. Организационно-техническая (технологическая) группа:
(1). Рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий.
Например, горячие цеха размещаются в одноэтажных одно- и двух пролетных зданиях.
(2). Рациональное размещение оборудования.
Например, основные источники теплоты желательно располагать в изолированном помещении и определенным образом (у наружных стен, по одной линии и т.п.).
(3). Рационализация режимов труда и отдыха.
Это достигается сокращением продолжительности рабочей смены, введением дополнительных перерывов, создание зон отдыха – «оазисов» в горячих цехах, комнаты обогрева и т.д.
III. Использование средств индивидуальной защиты. (спецодежды, спецобуви, средств защиты рук и т.д.)
# Системы вентиляции. Виды. Основные требования к системе вентиляции
Задачей вентиляции является обеспечение чистоты
воздуха и требуемых микроклиматических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного (нагретого) воздуха из помещения и подачей в него чистого воздуха.
Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, обеспечивающих необходимый воздухообмен в помещении. По способу перемещения воздуха вентиляции подразделяют на :
- естественную
- механическую
- смешанную (сочетание естественной и механической вентиляций).
Существуют два вида естественной вентиляции:
1. неорганизованная система
2. организованная
При естественной
вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур
воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра.
В зависимости от назначения системы вентиляции подразделяют на:
1). Для подачи
воздуха в помещение – приточные системы вентиляции;
2). Для удаления
(вытяжки) воздуха из помещения – вытяжные системы вентиляции;
3). Для подачи и удаления воздуха одновременно – приточно-вытяжные системы вентиляции.
По зоне действия вентиляция бывает:
- общеобменной;
- местной.
Кроме того, выделяют аварийную вентиляцию.
Общеобменную вентиляцию применяют тогда, когда вредные вещества или теплота выделяются по всему объему помещения равномерно. При такой вентиляции обеспечиваются
поддержанием необходимых параметров воздушной среды по всем объеме помещения.
Если помещение имеет большие размеры, а число рабочих мало, выделение вредных веществ немногочисленно или фиксировано, то целесообразно применять местную вентиляцию, т.е. оздоровление воздушной среды в местах нахождения людей. Если возможно внезапное поступление в рабочую зону большого количества ВВ предусматривается аварийная вентиляция (обычно вытяжки). Местная требует значительно меньших затрат на устойчиво и эксплуатацию, чем общеобменная. Кроме того, воздухообмен в помещении значительно меньше, чем при общеобменной.
В производственных помещениях часто используют комбинированные системы вентиляции (общеобменную с местной; общеобменную с аварийной и т.д.).
Основные требования, предъявляемые к системе вентиляции:
1. количество приточного воздуха должно соответствовать количеству удаляемого
воздуха. Если в одном из смежных помещений выделяются ВВ, то количество удаляемого из этого помещения воздуха должно быть больше подаваемого для создания небольшого разряжения, чтобы вредные вещества не проникали в соседнее помещение.
2. при объеме помещения на одного работающего до 20 м
20 м
3. система вентиляции должна быть пожаро-, электро, взрывобезопасна, надежна в эксплуатации и эффективна.
4. система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно-допустимые уровни.
# Естественные системы вентиляции
Ранее мы выделяли два вида вентиляции:
1. неорганизованная
2. организованная (управляемая)
Неорганизованная вентиляция – поступление и удаление воздуха через неплотности в строительных конструкциях (инфильтрация); через окна, форточки (проветривание).
Организованная – осуществляется аэрацией и дефлекторами.
Аэрация – это организованная и регулированная естественная вентиляция, которая осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих цехах – благодаря совместному или раздельному действию гравитационного (теплового) и ветрового давлений.
Аэрация осуществляется в заранее заданных объемах и регулируется площадью проемов в здании цеха.
Аэрация осуществляется следующим образом.
В летнее время
открыты проемы 1 и3. Свежий воздух поступает в помещение через проемы 1 (1
В зимнее время
воздух поступает через проемы 2 (4
Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен в помещении.
Вследствие выделения избытков тепла температура воздуха внутри цеха, как правило, больше
температуры наружного воздуха ( tвн>tн). Следовательно, плотность воздуха внутри цеха меньше плотности воздуха наружного (
На определенной высоте помещения (примерно на середине высоты здания цеха) разность этих давлений равна нулю. Ниже плоскости равных давлений существует разряжение, в результате происходит поступление наружного воздуха.
Выше плоскости равных давлений существует избыточное давление. Это давление направленно наружу цеха и вызывает вытяжку внутреннего воздуха.
Общая величина гравитационного давления (Па), под влиянием которого происходит воздухообмен в помещении, может быть определена:
где
h – расстояние от середины нижних проемов до середины верхних проемов, м;
g – ускорение силы тяжести, м/с
Преимущества аэрации:
1. возможность вентилировать цехи больших объемов (без применения вентиляторов и воздухопроводов)
2. из 1. она дешевле механических систем
Существенный недостаток: поступающий воздух в помещение не обрабатывается (не очищается, не охлаждается).
Дефлекторы – специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах (каналах) и использующие энергию ветра так, чтобы создавать разряжение (пониженное давление) в канале.
Дефлекторы применяют для удаления из помещения загрязненного или перегретого воздуха сравнительно небольшого объема и для местной вытяжной вентиляции (для удаления, например, горячих газов от печей, камер и т.д.). наиболее хорошими аэродинамическими показателями (гравитационный, ветровой напоры или давления, производительность и т.д.) обладает дефлектор ЦАГИ.
Кроме него, есть звездообразный дефлектор.
# Механические системы вентиляции
Механическая вентиляция
является более совершенной. Это вентиляции, при которых воздух подается и удаляется из помещения по системе вентиляционных каналов при помощи вентиляторов.
Механическая вентиляция может быть:
- приточной;
- вытяжной;
- приточно-вытяжной.
По зоне действия
механическая вентиляция подразделяется на :
- общеобменную;
- местную;
- комбинированную.
Про общеобменную вентиляцию говорили раньше. Добавим, что в промышленных зданиях наиболее часто используют приточно-вытяжную общеобменную вентиляцию. В общем случае различают : приточную, вытяжную и приточно-вытяжную общеобменные вентиляции.
Рассмотрим местную вентиляцию.
Местная вентиляция служит для создания требуемого состояния
воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения.
Местная вентиляция бывает:
- приточной;
- вытяжной (нашла наиболее широкое применение).
К местной приточной вентиляции относят: воздушные души (в горячих цехах на рабочих местах) и оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы. Например, воздушный душ представляет собой поток воздуха, направленный на рабочего (скорость обдува составляет 1-3,5 м/сек). Завесы устраиваются, в основном, у ворот или проемов, при этом создается дополнительное сопротивление проходу холодного воздуха через ворота, проемы.
Местная вытяжная вентиляция
основана на улавливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника их образования.
Устройства местной вытяжной вентиляции выполняют в виде укрытий, откосов, камер, кожухов, зонтов, вытяжных шкафов и т.д.
В производственных помещениях, в которых выделяются одновременно вредные газы и теплота или только вредные газы, кроме местной вытяжной вентиляции обязательно делают общеобменную вытяжку из верхней или нижней зоны помещения, т.к. возможно поступление вредных веществ в воздух помещения.
Рассмотрим механические
системы вентиляции.
1. приточная вентиляция.
Состоит из:
1. воздухозаборника;
2. вентиляционного канала;
3. фильтра (очищает воздух от пыли и вредных веществ);
4. обогревателя (калорифера), где воздух нагревается;
5. вентилятора;
6. насадок, приточных отверстий.
Фильтр, калорифер и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении (в вентиляционной камере)
2. вытяжная вентиляция.
Состоит из:
7. вытяжных насадок, отверстий;
8. вытяжной шахты.
Остальные элементы приведены ранее.
3. приточно-вытяжная вентиляция
В этой системе воздух подается
в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной. При этом приточные и вытяжные системы должны быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.
Очистка воздуха
Очистка воздуха осуществляется как при подаче его в помещение. Так и при его удалении из помещения. В первом случае – защита работающих в помещении, во втором – защита окружающей атмосферы.
Для очистки воздуха применяют:
- для очистки от пыли – пылеуловители;
- для очистки от аэрозолей
и смесей применяют фильтры (для более полной очистки воздуха).
Качество очистки
определяется показателем, который называется эффективностью очистки:
где К1 и К2 – концентрация вредных веществ на входе и выходе пылеулавливателя или фильтра.
Эффективность пылеуловителя и фильтров
должна быть 0,9
Вентиляторы
Вентилятор – воздуходувная машина, создающая
определенное давление, и служащая для перемещения воздуха.
Их оценивают по следующим параметрам или характеристикам:
1. Производительность вентилятора Q(м
2. Н – аэродинамический напор (кг/м
3. КПД (
4. Число оборотов в минуту n, от 800
5. Окружная скорость
Применяют два вида вентиляторов (наиболее распространены):
1. осевые;
2. центробежные.
Преимущество осевых – простота конструкций, универсальность, высокая производительность.
Недостатки – высокий шум, небольшой аэродинамический напор.
Преимущества центробежного – малый шум, делятся на вентиляторы низкого, среднего, высокого давления.
Недостатки – они не универсальны, требуют дополнительный привод.
# Определение необходимого воздухообмена в помещении
В соответствии с нормативными документами (СН) все производственные помещения должны иметь системы вентиляции. Необходимое количество воздуха при этом может быть определенно различными методами в зависимости от назначения помещения и вида вредных выделений.
I. В помещении выделяются вредные пары и газы.
При определении необходимого воздухообмена для разбавления веществ до ПДК составляют уравнения (условия) материального баланса вредных выделений в помещении за время t(c):
где Мв – масса вредных выделений в помещении, обусловленных работой технологического оборудования за время t, мг;
Мп – масса вредных выделений, поступающих в помещение вместе с приточным воздухом за время t, мг;
Му – масса вредных выделений, удаляемых из помещения вместе с воздухом за время t, мг;
Мн – масса вредных выделений (паров или газов), накопившихся в помещении за время t, мг.
Если вентиляция работает эффективно, то вредные вещества не накапливаются, Мн=0.
II. При определении необходимого воздухообмена для борьбы с теплоизбытками составляют баланс явной теплоты
помещения:
Qизб = Qп-Qу,
где Qизб – избытки явной теплоты всего помещения, кВт;
Qп – количество поступающей явной теплоты в помещение, кВт;
Qу – количество уходящей из помещения теплоты, кВт.
III. Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги определяют из условия материального баланса по влаге в помещении.
Аналогично I случаю составляют уравнение материального баланса по влаге в помещении.
Ранее говорили, что по месту действия системы вентиляции подразделяют на общеобменную и местную; для этих систем вентиляции напишем формулы определения воздухообмена для трех вышерассмотренных случаев.
Определение воздухообмена при общеобменной вентиляции
1. Необходимый воздухообмен для удаления вредных веществ (паров, газов).
Объем (количество) воздуха, подаваемый в помещение, определяется по формуле:
где
Если в помещении одновременно выделяются несколько вредных веществ, то для определения общего воздухообмена
нужно смотреть на направленность
действия данных веществ.
1). Если вещества разнонаправленные (щелочь, окись углерода), тогда общий воздухообмен принимается по тому веществу, для которого требуется наибольший объем воздуха.
2). При одновременном выделении нескольких вредных веществ однонаправленного действия (например, различные кислоты, щелочи, спирты) количество необходимого воздуха для вентиляции ( общеобменной) определяется путем суммирования количеств воздуха, необходимого для разбавления каждого
вещества до его предельно допустимой
концентрации при совместном действии вредных веществ
где i = 1,2…n – вещества
2. Необходимый воздухообмен для удаления избыточного тепла.
Количество приточного воздуха:
где
где
H – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;
2 – высота рабочей зоны, м.
Температура приточного воздуха при наличии избытка явной теплоты должна быть:
3. Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги.
Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги (т.е. количество приточного воздуха) определяется:
где G – избыточная влага (масса водяных паров, выделяющихся в помещении), г/ч;
Значения
При одновременном выделении в помещении вредных веществ, теплоты и влаги принимают наибольшее
количество воздуха, полученное в расчетах для каждого вида производственных выделений.
4. Для ориентировочных расчетов необходимого количества воздуха, а также для оценки интенсивности вентиляции
используют показатель «кратности воздухообмена»
Количество воздуха:
Определение необходимого количества воздуха при местной вентиляции.
Количество воздуха, который необходимо удалить этой вентиляцией, определяют по формуле:
Необходимый воздухообмен для удаления вредных веществ из рабочей зоны
(чтобы фактическая концентрация вредных веществ в рабочей зоне была бы меньше
Расчет системы вентиляции
Расчет вентиляции производится следующим образом:
1. Выбирают конфигурацию сети в зависимости от размещения установок и оборудования, в зависимости от особенностей производства.
2. Выбирают тип вентиляции ( общеобменная, местная, комбинированная и т.д.)
3. Определяют величину воздухообмена (L) для каждого вида вредных выделений.
4. Определяют производительность вентилятора: Q = L+(0,1/0,15)L, (
5. Определяют величину аэродинамического напора:
где
При расчете используют соответствующие справочники.
6. По аэродинамическим характеристикам (по Q и H) выбирают тип вентилятора. Основные параметры: к.п.д.
7. Определение мощности двигателя N (кВт).
Для выбора типа вентилятора, двигателя используются каталоги.
#20. Кондиционирование воздуха
Это создание и автоматическое поддержание заданных
параметров воздушной среды независимо
от наружных условий и режима работы оборудования. Поддерживаются температура, влажность, чистота и скорость движения воздуха.
Для этого применяются установки кондиционирования воздуха (УКВ). Кондиционирование воздуха применяют либо для создания комфортных (оптимальных) микроклиматических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составную часть технологического процесса (в точном машиностроении, приборостроении, оптической промышленности и т.д.).
Система кондиционирования могут работать круглый год или только в летнее время.
Кондиционеры бывают двух типов: полные и неполные.
Полные – поддерживают все параметры воздушной среды.
Неполные – поддерживают не все параметры.
Кондиционеры
подразделяются на два класса (по способу приготовления и раздачи воздуха):
- центральные;
- местные (в небольших помещениях).
Центральный кондиционер обслуживает отдельное, иногда несколько помещений.
Кондиционер – вентиляционная установка, которая имеет систему автоматического регулирования. Основным элементом системы являются датчики, которые устанавливают либо в помещении, либо на выходе кондиционера.
Рассмотрим схему центрального кондиционера.
воздух
горячая вода пар
Состоит из:
КС – камеры смешения;
Ф – фильтра;
К – калорифера (обогреватель);
КОР – камера орошения, где увлажняется воздух;
КО – каплеотделитель;
У – увлажнитель;
В – вентилятор.
Центральные кондиционеры предусматривают приготовление воздуха вне обслуживаемых помещений и его раздачу по системе воздуховодов.
Местные – приготовление воздуха происходит в обслуживаемых помещениях. Воздух раздается без воздуховодов. Их производительность значительно ниже центральных.
Центральные кондиционеры обладают следующими достоинствами:
- большая производительность
- удобство центрального обслуживания;
- эффективное регулирование параметров воздушной среды.
Недостатки:
- сложность установки из-за необходимости прокладки воздуховодов большого сечения;
- сложность обеспечения шумоизоляции и виброизоляции в перекрытых зданий;
- высокая стоимость.
Как правило, системы кондиционирования (центральные) выбирают по полной производительности,
которую определяют:
где
L – полезная производительность системы,
#21. Отопление.
Определение потерь теплоты в помещении. Системы отопления
Поддержание допустимых значений температуры в производственном помещении в холодный период года осуществляет отоплением. Система отопления должна компенсировать потери теплоты через строительные ограждения, а так же идти на нагрев воздуха, проникающего в помещение, поступающих материалов и транспорта.
Потери теплоты в помещении определяются по формуле:
где
Из этих составляющих основными являются потери теплоты (~60%) через строительные конструкции или ограждения (стены, потолки, окна и т.д.). Они определяются по формуле:
где
Количество теплоты, идущее на нагрев холодного воздуха, (
потерь
На основании данных расчета тепловых потерь и выделений теплоты
составляют балансы теплоты производственного помещения и определяют мощности отопительных установок.
В зависимости от теплоносителя системы отопления могут быть водяные, паровые, воздушные и комбинированные.
В санитарно-гигиеническом отношении системы водяного отопления
наиболее эффективны. Системы парового отопления применяют в основном в помещениях, в которых пар используется для технологических целей.
При воздушной системе отопления подаваемый воздух предварительно нагревается в калориферах (водяных, паровых, электрокалориферах). Системы воздушного отопления бывают центральными и местными.
Таким образом, к основным техническим мероприятиям по оздоровлению воздушной среды производственного помещения следует отнести системы вентиляции кондиционирования и отопления.
Производственное освещение. Количественные и качественные показатели освещения.
В производственных условиях на рабочего оказывает воздействие широкий спектр электромагнитного излучения.
Видимая область (воспринимаемая как свет) – длинна волны 380 – 780 нанометров (
Видимая область ( наиболее важная часть спектра) обеспечивает зрительное восприятие, дающее около 90% информации об окружающей среде, влияет на нервную систему, обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека.
В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.» выделены следующие факторы производственной среды, связанные с освещением производственных помещений:
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная освещенность рабочей зоны;
- повышенная яркость света;
- пониженная контрастность;
- прямая и отраженная блесткость;
- повышенная пульсация светового потока.
Основные светотехнические понятия, показатели.
1. Понятия, формирующие световую среду (количественные показатели):
Световой поток (Ф) – часть лучистого потока (энергия электромагнитного поля), который воспринимается зрением как свет; измеряется в люменах (лм).
Это видимая энергия оценивается по световому ощущению. Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, т.к. измерение этой величины основывается на зрительном восприятии.
Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно.
Сила света (I) – отношение светового потока (Ф), исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри телесного угла
I = Ф/
(кд).
Кандела является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону. Об освещении помещения судят по величине освещенности, которая определяется поверхностной плотностью светового потока.
1.3. Освещенность – отношение светового потока (Ф), падающего на участок поверхности к площади этого участка (поверхности). E = Ф/S. За единицу освещенности принимают люкс (лк).
Освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности: ее формы, цвета и т.п.
Так как уровень ощущения света органами зрения зависит от плотности светового потока (освещенности) на сетчатке глаза, то основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности попадающий на зрачок. В связи с этим введено понятие «яркости».
Человек различает окружающие предметы благодаря тому, что они имеют разную яркость.
1.4. Яркость поверхности в направлении
1.5. Коэффициент отражения (
За счет отражения светового потока от различных предметов и восприятия части его глазом человека эти предметы становятся видимыми.
2. Качественные показатели систем производственного освещения, которые определяют условия зрительной работы (рассматриваются комплексно):
Объект различения – наименьший размер рассматриваемого предмета или его часть, которую различают в процессе выполнения работы.
Фон – поверхность, прилегающая к объекту различения. Он определяется коэффициентом отражения -
Светлый
Средний
Темный
Контраст (К) – соотношение яркости рассматриваемого объекта и фона к яркости фона.
К = (Lo-Lф)/Lф, где Lo и Lф – яркости объекта и фона соответственно.
К<0,2 – контраст малый;
К = 0,2-0,5 – контраст средний;
К>0,5 – большой.
2.4. Видимость (V) – характеризует способность глаза воспринимать объект. Зависит от освещенности, размера объекта различения, его яркости, контраста объекта с фоном и т.д. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном.
V = Kд/Kпор, где Кд – действительный контраст объекта с фоном;
Кпор – пороговый контраст.
Пороговый контраст – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.
Классификация освещения
При освещении производственных помещений используют три вида
освещения:
1. Естественное (создаваемое прямыми солнечными лучами и светом небосвода). По конструктивному исполнению естественное освещение подразделяют на:
1.1. Боковое освещение
1.1.1. Одностороннее
1.1.2. Двустороннее
Осуществляется через световые проемы в наружных стенах.
Верхнее освещение
Осуществляется через световые проемы в кровле и перекрытиях (через верхние световые фонари).
Комбинированное освещение (сочетание верхнего и бокового)
2. Искусственное, осуществляемое искусственными источниками (электрическими лампами). По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть:
2.1. Общее освещение
Применяются в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные и т.д. цехи), а также в административных, конторских и других помещениях.
2.1.1. Равномерное общее
2.1.2. Локализованное общее (распределенное с учетом рабочих мест).
2.2. Комбинированное (общее + местное).
Применение одного местного освещения не допускается.
3. Совмещенное (естественное освещение дополняется искусственным).
Искусственное освещение делится по функциональному назначению:
1. Рабочее – во всех помещениях с постоянным пребыванием людей.
2. Освещение безопасности. Делится на аварийное и эвакуационное. Аварийное замещает рабочее в случае аварии.
3. Охранное – для освещения охраняемых границ территории.
4. Дежурное – для освещения помещения в нерабочее время.
Основная задача освещения
– создание наилучших условий для видения.
# 42. Основные требования к производственному освещению. Нормирование освещения. Измерение освещенности
Основные требования к производственному освещению:
1. Освещенность рабочей поверхности должна соответствовать характеру зрительной работы согласно нормам. Характер зрительной работы определяется параметрами: объектом различия, фоном, контрастом объекта с фоном.
2. Освещенность на рабочей поверхности должна быть равномерной. На рабочей поверхности не должно быть резких теней.
3. В поле зрения не должно быть блесткости (повышенной яркости светящихся поверхностей). Различают два вида слепящей яркости или блесткости:
- прямую (исходит непосредственно от источника света), т.е. «голая лампа»;
- отраженная (косвенная) – наблюдается на освещаемых поверхностях (часто встречается в производстве при обработке металлов, на полированных и лакированных поверхностях и т.п.).
Неблагоприятные последствия – раздражение и резь в глазах, головная боль, расстройства (серьезные) зрения.
4. Величина освещенности должна быть постоянной во времени.
5. Спектральный состав источников света должен обеспечивать правильную цветопередачу. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественное освещение.
6. Осветительная установка должна быть безопасной, надежной и удобной в эксплуатации.
Нормирование естественного освещения
Естественное освещение имеет особенность: освещенность измеряется в очень широких пределах и зависит от многих факторов (время суток и года, метеорологических факторов). Для оценки естественного освещения
пользуется относительной величиной – коэффициентом естественной освещенности:
е = (Евн/Енар)*100%
где Евн, Енар – внутренняя освещенность а данной точке рабочей поверхности; наружная (горизонтальная) освещенность, создаваемая светом небосвода. Коэффициент зависит от расстояния до и размера оконного проема.
Естественное освещение нормируется в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Коэффициент естественной освещенности нормируется в зависимости от характеристики
зрительной работы (разряда), от вида освещения (естественное или совместное) и номера группы административного района по ресурсам светового климата. Нормами установлено 8 разрядов зрительных работ. Разряд определяется размером объекта различения. Например,
1-й разряд – размер объекта до 0.15 мм (характеристика зрительной работы по степени точности – наивысшей точности)
8-й разряд – размер не контролируется (общее наблюдение за ходом производственного процесса)
нормированные значения КЕО для зданий, располагаемых в различных районах, следует определять по формуле:
где
Территория РФ разделена на 5 групп административных районов. Центральная часть РФ относится к первой группе административного района. В зависимости от ориентации световых проемов по сторонам горизонта для конкретного номера группы по таблице СНиП определяют коэффициент светового климата
При боковом освещении нормируется минимальное значение
– в точке, расположенной на расстоянии 1м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; при двухстороннем
– в точке посредине помещения. При верхнем
и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО.
Кроме количественного показателя – коэффициента естественной освещенности, нормируют качественную характеристику- неравномерность
естественного освещения. Неравномерность – это соотношение наибольшего и наименьшего значений КЕО в пределах характерного разреза помещения.
Нормирование искусственного освещения
Нормируется нормами СНиП 23-05-95. Нормированной величиной является минимальная величина освещенности
(Ен min). Эти значения устанавливаются в зависимости от характеристики (разряда)
зрительных работ, от контраста объекта с фоном, характеристики фона в зависимости от системы освещения (общая или комбинированная). Характеристика зрительной работы связана с наименьшим размером объекта. Нормами установлено 8 разрядов зрительных работ.
В нормах приведены
значения освещенности для газоразрядных ламп. Для ламп накаливания величина освещенности снижается на один разряд.
При комбинированном освещении освещенность общей системы освещения должна быть не менее 10% от Енорм.
Для искусственного освещения регламентируются не только количественные характеристики, но и качественные. К качественным характеристикам
относятся показатель ослепленности
(Р) и коэффициент пульсация светового потока
для газоразрядных ламп (Кп).
Показатель ослепленности
определяют по формуле:
где
Коэффициент пульсации
светового потока определяют:
Кп = (Еmax – Еmin)/2 Еср,
где Еmax, Еmin, Еср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.
Нормируемые значения: Рн = 20-60%; Кпн = 10-20%
# Светильники. Источники света
На экономичность и надежность осветительной установки
влияет тип светильника (один из факторов), поэтому выбор типа светильника должен быть обоснованным. Светильник должен удовлетворять следующим требованиям:
1) соответствовать условиям окружающей среды;
2) исключать слепящие действия;
3) быть экономичным.
Светильники
Состоит из источника света, арматуры и пускорегулирующего аппаратуры.
Осветительная арматура предназначена:
1. для перераспределения светового потока ламп в требуемом направлении;
2. для предохранении глаз работника от большой яркости источника света;
3. для защиты источника от повреждений, воздействия окружающей среды и т.д.
Выделяют следующие характеристики светильника:
1. Кривые силы света в пространстве (характеризуют распределение светового потока в пространстве). Построение таких кривых осуществляется таким образом: измеряются величины силы света под различными углами (
2. Защитный угол светильника (определяет степень предохранения глаз работников от больших яркостей источника);
Защитный угол светильника
– угол между горизонтальной линией и линией, касательной к светящему телу и краю отражателя. Защитный угол должен быть не больше
3. коэффициент полезного действия; определяют как отношение фактического светового потока светильника к световому потоку лампы, помещенной в светильнике.
Светильники различаются по светотехническим характеристикам и конструктивному исполнению.
По светотехническим: по распределению светового потока они делятся:
- светильники прямого света – световой поток в нижнюю полусферу не менее 80% от всего светового потока (П).
- преимущественно прямого света Ф = 60-80% Ф (Н).
- рассеянного света Ф = 40-60% Ф (Р).
- отраженного света Ф> 80% Ф (О).
- преимущественно отраженного Ф = 60-80%
По конструктивному исполнению светильники могут быть открытые, закрытые и защищенные.
Защищенные делятся на: пылезащитные, влагозащитные, пожаро- и взрывобезопасные.
Источники света (лампы)
Это основная часть светильника. Различают следующие характеристики источника:
1. Электрические характеристики: Напряжение питания, мощность, род тока (~ или =).
2. Светотехнические: сила света; световой поток.
3. Эксплуатационные:
Световая отдача
Срок службы (полный) – t.
Полезный срок службы, т.е. время, в течение которого световой поток лампы изменится не более, чем на 20%.
4. Конструктивные: форма колбы, давление газа, состав газа и т.д.
В качестве источников света применяют:
1. Лампы накаливания
2. Газоразрядные лампы.
Лампы накалывания.
Лампы накалывания
генерируют свет по принципу теплового. Видимое излучение в них возникает в результате нагревания нити (из вольфрама – наиболее часто) накала до температуры свечения. От температуры свечения зависит спектральный состав излучения.
Достоинства: низкая себестоимость, просты в эксплуатации, достаточно компактные, некритичные к условиям среды, к концу срока службы световой поток уменьшается на 15%.
Недостатки: низкая световая отдача (
Используют различные типы ламп накаливания: вакуумные (НВ), газонаполненные биспиральные (НБ), биспиральные с криптоноксеновым наполнением (НБК) и т.д.
Все большее распространение получили галоидные лампы (МН), - лампы накаливания с йодным циклом.
Газоразрядные лампы.
Газоразрядные лампы работают на принципе
использования электрических разрядов в парах металла и инертных газов, а также использования явления люминесценции.
Достоинства: высокая светоотдача, т.е. экономичность (
Недостатки: для работы газоразрядной лампы нужна пускорегулирующая аппаратура; лампы имеют повешенный коэффициент пульсации светового потока и возможно возникновение стробоскопического эффекта. Кроме того, лампы зависят от условия окружающей среды.
Стробоскопический эффект возникает при рассмотрении движущихся или вращающихся деталей в пульсирующем световом потоке; проявляются в искажении зрительного восприятия объектов (вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются скорость, направление движения и т.д.).
Основной причиной
пульсации светового потока является безынерционность
изучения газоразрядных ламп (превращение электрической, химической энергии в световое излучение происходит без стадии перехода в тепловую энергию). В лампах накаливания пульсация сглаживается за счет большой тепловой инерции тела (нити) накала.
Пульсация светового потока, стробоскопический эффект могут привести к травмированию работников.
Среди газоразрядных ламп наибольшее распространение получили люминесцентные лампы.
Они представляют собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта веществом – люминофором. Колба лампы наполнена ртутью и инертным газом (обычно аргоном) при определенном давлении. По обоим концам трубки укреплены электроды. При включении лампы электрический ток, протекающий между электродами, вызывает в парах ртути электрический разряд, который сопровождается излучением (ультрафиолетовое). Это изучение, воздействия на люминофор, преобразуется в световое излучение.
Типы (примеры) газоразрядных ламп:
1. люминесцентные лампы:
Недостаток: большие габариты.
В зависимости от газа лампы могут быть:
ЛД 60 – лампы дневного света
ЛХБ – лампы холодно-белого света
ЛТБ – лампы теплого белого света
ЛДЦ – лампы с улучшенной светопередачей
2. Дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления
3. Металлогенные лампы МГЛ (ДРИ),
4. Дуговые натриевые лампы ДНАТ
# Расчет искусственного освещения
Задачей расчета является определение нужной (потребной) мощности электрической осветительной установки для создания в помещении требуемой освещенности.
При проектировании осветительной установки решают следующие вопросы:
1. Выбирают тип источника света.
Для производственных помещений применяют газоразрядные лампы; для местного освещения – лампы накаливания.
2. Определение системы.
При этом необходимо учитывать, что комбинированная система освещения (общее и местное) является более эффективной. В гигиеническом отношении общая
система освещения более совершенна, т.к. эта система создает равномерное распределение освещения. Локализованное общее освещение позволяет добиться высоких уровней освещенности на рабочих местах наиболее просто без значительных затрат.
При выполнении зрительных работ 1-4, 5а, 5б разрядов следует применять систему комбинированного освещения.
3. Выбирают тип светильников
Выбор осуществляют с учетом:
1). характеристик светораспределения;
2). ограничения прямой блескости (это повышенная яркость светящихся поверхностей). Блесткость ухудшает видимость объектов;
3). экономических показателей;
4). условий производственной среды;
5). требований взрыво- и пожаробезопасности.
4. Определяют схему расположения светильников и их количество.
Светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно.
Равномерное распределение освещенности достигается в том случае, если
Нр – высота подвеса светильника.
Например, для светильников ЛД = 1.4 (лампы дневного света).
5. Определяют норму освещенности на рабочем месте.
Для этого необходимо установить характер выполняемой работы (по наименьшему размеру объекта различения), контраст объекта с фоном и фон на рабочем месте. В соответствии с выбранной системой освещения и источником света определяют минимальную нормируемую освещенность (по СНиП).
6. Выбор метода расчета освещения.
Для расчета искусственного освещения используют в основном три метода.
1). Метод светового потока (коэффициента использования).
Используют для расчета общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности. Метод учитывает световой поток, отраженный от потолка и стен.
Основная расчетная формула имеет вид.
Световой поток группы ламп
светильника (лампы) определяется следующим образом:
где
S – площадь освещаемого помещения,
Кз – коэффициент запаса (учитывает возможное уменьшение освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки); выбирается по соответствующей таблице, например, для лаборатории при искусственном освещении газоразрядными лампами Кз = 1,5; ламп накаливания Кз = 1,3;
Z – коэффициент минимальной освещенности (характеризует неравномерность освещения); Z = 1,15 для ламп накаливания; Z = 1,1 для люминесцентных ламп;
N – число светильников;
Значения коэффициента
выбирают из таблицы, которые связывают индекс помещении с коэффициентами отражения потолка, стен, расчетной поверхности и кривыми силы света светильников.
Определив световой поток лампы, по таблицам подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной системы.
2). Точечный метод.
Применяют для расчета локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных плоскостей и при проверочных расчетах общего равномерного освещения.
Основная расчетная формула имеет вид.
Освещенность в расчетной точке определяется:
где
r – расстояние от светильника до расчетной точки, м;
3). Упрощенные методы расчета.
3.1.) Метод расчета по условной удельной мощности (с помощью коэффициента использования)
мощность каждой лампы для создания в помещении нормируемой освещенности определяют по:
где p – удельная мощность осветительной установки (приводят в соответствующих таблицах в зависимости от уровня освещенности, площади помещения, высоты подвеса и типа светильников),
s
– площадь помещения,
n – число ламп в осветительной установке.
Метод применяют только при ориентировочных расчетах. Общего равномерного освещения.
3.2). Метод расчета освещенности по удельному числу светильников.
Требуемое число светильников рассчитывается по формуле:
где Nуд – удельное число светильников (выбирается по таблице в зависимости от площади помещения, коэффициентов отражения потолка, стен, рабочей поверхности и высоты подвеса светильников);
КЕФ – поправочный коэффициент на освещенность и световой поток источников света (выбирается по таблице для определенного источника света, например, люминесцентной лампы, с номинальным световым потоком и освещенности);
n т – число люминесцентных ламп в светильнике, для которого по таблице определяется удельное число;
n д – действительное число ламп в светильнике.
Тип светильника задан.
Метод применяются при расчетах общего равномерного освещения люминесцентными лампами.
Расчет естественного освещения
Основной задачей
светотехнических расчетов является определение необходимой площади световых проемов.
При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (для обеспечения нормируемого значения КЕО) определяют по формуле:
где
характеристика окна (принимается ориентировочно от 8 до 15);
КЗ Д – коэффициент, который характеризует затенение
окон от противоположных зданий (принимается в пределах от 1,0 до 1,5);
К З – коэффициент запаса (принимается равным 1,5 до 2,0; определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол (горизонтально, вертикально), периодичности очистки);
света (принимает значение от 1,5 до 3,0 , большее значение – при боковом одностороннем освещении; определяется
с учетом геометрических размеров помещения, светопроема, значений коэффициентов отражения стен, потолка, пола).
Значения коэффициентов определяют по СНиП 23-05-95.
Величину КЕО определяют следующими методами:
1. Графо-аналитический метод (метод Данилюка)
Основные расчетные формулы имеют следующий вид.
Как говорили раньше, естественное освещение бывает боковым, верхним и комбинированным, отсюда, и соответствующие формулы расчета КЕО.
При комбинированном освещении:
еК = еб + ев ,
где еб, ев – КЕО при боковом и верхнем освещении.
Световой поток, падающий в расчетную точку производственного помещения, складывается
из прямого диффузного света небосвода, видимого через световой проем и света, отраженного
от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.
КЕО при боковом освещении рассчитывается по формуле:
где
R
– коэффициент, определяющий относительную яркость противостоящего здания;
Кз – коэффициент запаса;
q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба.
Все коэффициенты определяют по СНиП 23-05-95.
Рассмотрим графо-аналитический метод.
Полусфера небосвода разделяется меридианами и параллелями на 10 тысяч участков равной световой активности.
Если через световой проем виден только один участок небосвода, то
е = 0,0001=0,01%; если – два участка, то – е = 0,02% и т.д.
Чтобы определить геометрический КЕО, следует подсчитать число участков небосвода, которые видимы через световые проемы из данной точки помещения.
Количество участков небосвода, видимых через светопроем определяют при помощи двух графиков:
1 график
представляет собой пучок проекций лучей, которые соединяют центр полусферы небосвода с участками равной активности по высоте светового проема;
2 график
представляет собой пучок проекций лучей … по ширине светового проема.
Геометрический КЕО определяется по формуле:
где
2. Графические методы.
(это упрощенные методы). Используют для предварительной и ориентировачной оценки КЕО и площади световых проемов.
2.1 Определение КЕО при помощи графика.
2.2 Определение требуемой площади световых проемов
|
Требуемую площадь световых проемов (Ао) определяют следующим образом:
1) определяют dп /ho;
2) для
обеспечения нормируемого КЕО определяют о/п ;
3) зная площадь пола (Sп), определяют требуемую площадь световых проемов (So).
Заметим, что графики построены для определенного типа остекления
(окна) – двухслойное оконное стекло, спаренные металлические открывающиеся переплеты.
Если используют другие типы остекления (окон), то полученные значения (по графикам) КЕО умножается на коэффициент пересчета (К1). Значения этого коэффициента приведены в СНиП 23-05-95.
§ 22. Шум. Основные характеристики шума.
Шумом является всякий нежелательный для человека звук. С физической точки зрения шум (звук) – это упругие колебания, которые распространяются волнообразно
в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие воздействия на неё какой-либо возмущающей силы.
Беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы) – шум.
Шум отрицательно влияет на организм человека. Источниками производственного шума являются машины, оборудование и инструмент.
Шум характеризуется физическими характеристиками и физиологическими характеристиками.
Рассмотрим физические характеристики шума.
Основными (физическими) параметрами шума являются:
1) звуковое давление "р", единицей измерения является – Па (Паскаль) – сила в 1 ньютон/м2;
2) интенсивность звука "I", Вт/м2
(сила звука);
3) частота "f", Гц.
При распространении звуковых колебаний в воздухе
периодически появляются области разряжения и повышенного давления. Разность давлений в возмущенной и невозмущенной среде называется звуковым давлением (р).
Интенсивность звука "I", Вт/м2 – это средний поток энергии в единицу времени и к единице поверхности:
где
р – давление, Па;
? - плотность среды, кг/м3
(для воздуха 1,29 кг/м3);
с – скорость звука, м/с.
На слух человека действует
При нормальных атмосферных условиях (Т=293 К=200
С и при Рст=1034 ГПа) скорость звука c в воздухе
равна 344 м/с.
Период колебаний Т и частота f связаны соотношением:
Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой от 16 Гц до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, не оказывают биологического воздействия на организм.
Восприятие звука зависит не только от частоты, но и от интенсивности
звука и звукового давления.
Минимальное звуковое давление Р0 и минимальная интенсивность звука I0, различимые
ухом человека, называются пороговым.
Учитывая свойство слуха человека реагировать на относительные изменения силы звука
и большой диапазон частот слышимых звуков, были приняты относительные (по отношению к пороговым значениям) уровни шума
(уровни интенсивности и звукового давления). Относительные значения выражают в логарифмической форме, в единицах белах (Б) или децибелах (дБ): 10 дБ=1Б.
За единицу измерения уровня звукового давления и уровня интенсивности звука принят децибел.
1) Уровень интенсивности звука (
где
2) Уровень звукового давления (
где
При нормальных атмосферных условиях
Рассмотрим уровни звукового давления различных источников
|
Lp, дБ |
f = 1000 Гц – стандартная частота (при которой проводятся измерения) |
|
|
Выстрел из пушки |
170 |
|
|
Старт ракеты |
150 |
|
|
Пневмо инструмент |
120 |
|
|
Ансамбль рок музыки |
110 |
|
|
Шум металлорежущего станка |
90 |
|
|
Шум поезда L=7м |
80 |
|
|
Негромкая речь |
70 |
|
|
Негромкая речь |
60 |
|
|
Читальный зал |
50 |
|
|
Читальный зал |
40 |
|
|
Шелест листьев |
30 |
|
|
Шепот на 1м |
20 |
|
|
Зимний лес |
0 |
Порог слышимости различен для звуков разной частоты.
3) Уменьшение шума
где
Сложение шумов
1) Допустим в расчетную точку попадает шум от нескольких n – источников шума разных по интенсивности (силе).
Определим общую силу звука (от всех источников). В этом случая складывают их интенсивности звуков (источников), а не уровни
При одновременной работе источников уровень интенсивности (дБ) может быть определен следующим образом.
Левую и правую часть выражения (а) делим на
где
Уровни шума в дБ нельзя арифметически складывать!
или
точке.
Особенность суммирования уровней звукового давления имеет большое практическое значение для борьбы с шумом. Если на рабочее место попадает шум от разных (по интенсивности) источников, то необходимо снижать сначала шум от более мощных источников.
2) Если имеется n источников шума, одинаковых
по интенсивности:
определим:
где
Из этой формулы видно, что 2 одинаковых источника одновременно работая, создают уровень на 3 дБ больше, чем каждый источник; 10 источников – на 10 дБ; а 100 источников – на 20 дБ.
Уровень интенсивности звука, выраженный в децибелах, не позволяет судить о физиологическом
ощущение громкости (чувствительность слуха к звукам), которое этот звук вызывает. Чувствительность слуха неодинакова к звукам различных частот, поэтому звуки, одинаковые по силе, но разные
по частоте могут казаться неодинаково громкими. Уровни интенсивности звука и уровни звукового давления определяют только физическую сторону звука независимо от частоты звука.
Физиологическими характеристиками шума являются:
- уровень громкости;
- тембр;
- высота.
Для оценки субъективного воздействия
шума на человека вводится понятие уровня громкости. Единица уровня громкости – ФОН. ФОН – физиологическая оценка шума. На основании исследований
(массовых опытов) построены кривые равной громкости, т.е. зависимости физиологического ощущения громкости звуков от физических характеристик – интенсивности (силы) звука и частоты.
На основании исследований (массовых опытов) построены кривые равной громкости, т.е. зависимости физиологического ощущения
громкости звуков от физических
характеристик – силы (интенсивности) звука и частоты.
f =1000 Гц принято в качестве стандартной
частоты сравнения в акустике.
Каждая из этих кривых соответствует звукам различным по интенсивности и частоте, но одинаковым по громкости, т.е. соответствует определенному уровню громкости (в фонах).
§23.
Действие шума на человека. Классификация шума. Нормирование шума.
С помощью звуковых сигналов человек получает до 10 % информации. Человек принимает звуковые сигналы через слуховой анализатор (рецептором внешним является ухо).
Действие шума на человека.
Степень воздействия шума на человека зависит от уровня, характера шума, продолжительности
воздействия и индивидуальных особенностей
человека.
Уровень шума:
- L – 50-60 дБ – отрицательно влияет на нервную систему, оказывает психологическое воздействие;
- L – 70-80 дБ – оказывает физиологическое воздействие (вызывая изменения в организме), влияет на сердечно-сосудистую систему и обменные процессы;
- L – 85-90 дБ – оказывает отрицательное влияние на органы слуха и снижает слуховую чувствительность.
Большой шум влияет на нервную систему. Может вызвать снижение остроты зрения и чувствительности к различным цветам. Шум влияет на кору мозга, оказывает раздражительное действие. Ведет к утомлению, снижению внимания, снижает психическую реакцию, снижает работоспособность.
При действии шума (>140 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки. Шум в 30-40 дБ («шелест листьев») в ночное время может явиться фактором, приводящим к беспокойству, усталости.
Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа. При этом уровень шума, передаваемый таким путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Следовательно, при высоких уровнях шума вредное действие на человека шума усугубляется (возрастает).
Классификация шума.
1. По источнику:
- механический шум – при работе машин, зубчатые передачи и т.д.;
- аэродинамический – при истечение газов с большими скоростями (главная составляющая шума вентиляторов, турбин и т.д.)
- электромагнитный – в электрических машинах и оборудование.
2. По частоте:
- НЧ – до 300 Гц ( иногда приводят ниже 400 Гц) – низкочастотные
шумы;
- СЧ – 300-800 Гц (400-1000 Гц) – среднечастотные;
- ВЧ – от 800 Гц (от 1000 Гц) – высокочастотные.
3. По спектру шума (точнее, по частотному спектру):
- широкополосный шум (с непрерывным спектром шириной более одной октавы);
- тональный (в спектре имеются слышимые дискретные тона). Спектр – зависимость уровня звукового давления от частоты. Например, шум реактивного двигателя – широкополосный, а шум дисковой пилы – тональный.
4. По временным характеристикам – шумы бывают постоянные и непостоянные.
Постоянный – уровень звукового давления за 8 часов меняется не более чем на 5 дБА.
Непостоянный – уровень звукового давления меняется более чем на 5 дБА:
а) колеблющиеся – спектр непрерывно меняется во времени;
б) прерывистые – изменяется ступенчато более чем на 5 дБА, оставаясь на ступени неизменным более 1 с.;
в) импульсные – из импульсов менее 1с.
Нормирование шума.
Различают:
1. Гигиеническое нормирование – допустимое значение уровня шума на рабочих местах и на территории жилой застройки.
2. Техническое нормирование – для механизмов.
При гигиеническом нормировании шум регламентируют по ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», используют СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
Нормирование осуществляется 2-мя методами:
1) Нормирование по предельному спектру – для оценки воздействия постоянного шума.
Для оценки воздействия звуков на человека весь частотный
диапазон разбивают на октавы
с границами: верхняя граничная частота
Например, граничные частоты октавных полей: 45-90, 90-180, 180-355 и т.д.
Среднегеометрическая частота может быть определена:
Октавные полосы стандартизированы таким образом:
В данном методе нормируются уровни звукового давления в 9- ти октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; …. 8000 Гц.
Предельным спектром называют девять нормированных (допустимых) уровней звукового давления (в девяти октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; …. 8000 Гц).
Допустимые (нормированные) уровни звукового давления определены для конкретного вида производственной деятельности.
2) Нормирование по общему уровню в дБА – для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума. В этом случае мы не знаем спектр шума.
Уровень звукового давления определяется по шкале А шумомера – прибора для измерения шума.
В современных шумомерах частотная характеристика А имитирует кривую чувствительности уха человека.
Уровень звука в дБА связан с предельным спектром следующим образом:
Каждый спектр имеет свой индекс ПС-ХХ,
где ХХ – допустимый уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц, например, ПС-45, ПС-80.
Уровень звука в дБА может быть определен:
Например, для спектра ПС-45, уровень звука в дБА равен 50 дБА.
Рассмотрим пример (по ГОСТ 12.1.003-83):
Для рабочего места в помещении конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин и т.п. допустимыми уровнями звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в Гц являются:
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
Гц |
|
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
дБ |
Спектры получают, используя анализаторы шума – набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот (в полосе пропускания).
Наибольшее распространение получили октавные фильтры. Измерения спектров шума в этих октавных полосах проводят для нормирования, сравнения шума источников и т.п.
§24. Классификация методов снижения шума.
 |
подразделяются на:
1) организационные (организационно-технические) методы.
Это применение малошумных технологических процессов, оснащение шумного оборудования средствами дистанционного управления; применение малошумных машин; использование рациональных режимов труда и отдыха работников и т.д.
2) архитектурно-планировочные методы.
Это планировка зданий и других объектов; рациональное размещение технологического оборудования; рациональное размещение рабочих мест; рациональное размещение зон и режима движения транспортных средств и потоков; создание шумозащитных зон и т.д.
3) технические методы (акустические методы и средства).
Технические методы подразделяются на:
1) снижение шума в источниках возникновения;
2) изменение направленности излучения;
3) акустическая обработка помещений;
4) уменьшение шума на пути его распространения.
Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума – механические, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации.
Для уменьшения механического шума
необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.
Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей.
Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.
Изменение направленности излучения шума.
При проектировании и использовании установок с направленным излучением необходимо их ориентировать соответствующим образом (часто в противоположную сторону) по отношению
к рабочим местам. Например, труба для сброса сжатого воздуха, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки и т.д.
§25. Распределение звуковой энергии при встрече с препятствием.
Звуковые волны падают на препятствие, отражаются от поверхности, поглощаются и могут проникать через него.
 |
Разделим на
Введем обозначения:
тогда:
?+?+?=1.
Звукопоглощающие свойства данной среды (материала или конструкции) определяются коэффициентом звукопоглощения ?. ??1.
Отношение отраженной энергии
Коэффициентом звукопроницаемости преграды ? называется отношение энергии, прошедшей сквозь преграду
§25. Акустический расчет. Задача расчета. Определение требуемого снижения шума в производственном помещение.
При проектировании новых предприятий и цехов, для оценки условий труда по шуму необходимо знать ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках на рабочих местах, на территории жилой застройки с тем, чтобы реализовать мероприятия, чтобы шум не превышал допустимых величин.
Задачами акустического расчета являются:
- определение уровня звукового давления в расчетной точке, когда известен источник шума и его шумовые характеристики;
- расчет необходимого снижения шума;
- разработка мероприятий по снижению шума до допустимых величин.
В зависимости от того, где находится расчетная точка – в открытом пространстве или в помещении, применяют различные расчетные формулы.
 |
I – интенсивность звука;
Iотр – интенсивность отраженного звука;
Iп – интенсивность прямого звука от источника.
Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью.
Звуковая мощность источника (Р, Вт) – общее количество
звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Часто источники излучают звуковую энергию неравномерно
по всем направлениям, т.е. обладают определенной направленностью излучения.
Источники направленного действия обычно характеризуются характеристикой
(диаграммой) направленности и коэффициентом (фактором) направленности.
В соответствии со стандартами (ССБТ) в технической документации к машине (источнику шума) указываются:
- уровни звуковой мощности шума (
- характеристики направленности излучения шума машиной и т.д.
Иногда уровни звуковой мощности источника определяются расчетом. Расчет производят в каждой из девяти (восьми) октавных полос.
Интенсивность звука (I) в расчетной точке
помещения определяется, в общем случае:
где
Вблизи источника шума его уровень определяется в основном прямым звуком, а при удалении от источника – отраженным звуком.
Отражения ( звуковые волны многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов) обычно увеличивают шум в помещениях на 10-15 дБ по сравнению с шумом этого источника на открытом воздухе.
Для проведения акустического расчета (расчета ожидаемых уровней звукового давления) в расчетных точках на рабочих местах используют, например, следующие выражение:
где
Ф – фактор направленности (Ф может быть равен 1, 2, 4, 8);
S – площадь, принимаемая равной поверхности, на которую распределяется излучаемая источником энергия, м2, (
В – так называемая постоянная помещения, м2.
где А – эквивалентная площадь поглощения, м2.
Уровень звуковой мощности источника шума берут из паспорта машины, справочников или определяется расчетом.
Расчет производят в каждой из восьми октавных полос (начинают с 63 Гц). Найденные величины уровней звукового давления сравнивают с допустимыми (по нормам, ГОСТ 12.1.003-88) и определяют требуемое снижение шума:
где
Если
§27. Акустическая обработка помещений. Звукопоглощение.
Метод звукопоглощения основан на снижение шума за счет перехода звуковой энергии в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала, т.е. на уменьшение энергии отраженного звука. Причем поры материала должны быть открытыми со стороны падения звука и незамкнутыми, т.е. не препятствовать проникновению звуковой волны в материал.
Звукопоглощение применяется для снижения шума от источника, находящегося в самом помещении.
При этом проводят акустическую обработку помещения: на потолок и стены наносят звукопоглощающий материал, используют специальные покрытия, облицовки (плитки и т.п.).
|
 |
1 – строительные конструкции (стена, потолки);
2 – звукопоглощающий материал;
3 – защитное покрытие (защитная стеклоткань);
4 – перфорированный слой (алюминиевый щит);
5 – воздушный промежуток.
В настоящее время применяют такие звукопоглощающие материалы, как ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральная вата; древесноволокнистые и минераловатные плиты и т.д.
Звукопоглощающие свойства облицовки (покрытия) зависят от толщины слоя, частоты звука, наличия воздушного промежутка между слоем и отражающей стенкой, на которой она установлена.
Приведем значения коэффициентов звукопоглощения некоторых материалов:
Открытое окно – 1; войлок технический толщиной 25 мм – 0,5; дерево – 0,05; металл листовой – 0,01.
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки зависит от частотных характеристик шума в помещении и звукопоглощающих свойств конструкции, при этом максимуму в спектре шума должен соответствовать максимум коэффициента звукопоглощения на этих же частотах. Кроме того, необходимо учитывать условия работы облицовок (наличие вибрации, влаги, пыли и т.д.)
Изменяя звукопоглощающий материал, его толщину, размеры воздушного зазора, а также параметры перфорированного листа, можно поменять частотную характеристику коэффициента звукопоглощения облицовки.
Для получения большего эффекта надо обработать не менее 80% площади помещения (стены, потолок).
На эффективность звукопоглощающих облицовок влияет высота расположения их, а также конфигурация помещения.
Облицовки более эффективны при относительно небольшой высоте помещения (до 4-6 м).
Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум на 6-8 дБ в зоне отраженного звука
(вдали от источника) и на 2-3 дБ вблизи
источника шума.
 |
 |
 |
|||
применяют штучные (объемные) поглотители различных конструкций. Штучные (объемные) поглотители представляют собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешиваемые к потолку равномерно по помещению на определенной высоте.
Определение ожидаемого снижения шума от применения звукопоглощающих облицовок.
Расчет ожидаемого снижения шума от применения звукопоглощающих облицовок осуществляется следующим образом:
1) Требуемое снижение шума в каждой октавной полосе определяют:
где
2) Зная коэффициенты звукопоглощения материалов ограждения помещения
в каждой октавной полосе до
акустической обработки помещений:
помещения
где j – однородные по материалу поверхности.
3) Рассчитывают эквивалентную площадь звукопоглощения после
акустической обработки помещений:
облицовки помещения
где
4) Определяют ожидаемую величину снижения шума в помещении в каждой октавной полосе:
где
Снижение шума за счет штучных объемных
поглотителей определяют по формуле:
где
5) Ожидаемую величину снижения шума сравнивают с требуемой и делают соответствующие выводы.
Если
§27. Уменьшение шума на пути его распространения. Звукоизоляция.
Этот метод применяется, когда рассмотренными выше методами невозможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума.
Звукоизолирующие ограждения.
Наиболее эффективное снижение шума можно достичь путем установки звукоизолирующих преград (ограждений).
Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него звуковая энергия отражается в гораздо большей мере, чем проникает за ограждение.
Звукоизолирующие свойства ограждения, установленного на пути распространения звука, характеризуется коэффициентом звукопроницаемости
(?).
Данный коэффициент определяется:
где
Звукоизоляция ограждения выражается следующим образом:
Ограждения бывают однослойные и многослойные.
Звукоизоляцию однослойного ограждения можно рассчитать по формуле:
где
Q – поверхностная плотность ограждения (вес одного м2
ограждения), кг/м2.
Формула (В) справедлива в том случае, когда звуковые волны за
перегородкой распространяются прямолинейно
без отражения от внутренних поверхностей.
Из формулы (В) следует:
1) звукоизоляция зависит от частоты. На высоких частотах эффект от установки ограждения будет значительно выше, чем на низких частотах.
2) звукоизоляция ограждений тем выше, чем она тяжелее, она меняется по так называемому закону массы.
Отметим, что указанная формула (В) применима не во всем диапазоне частот, поскольку в ней не учитывается влияние жесткости и размеров ограждения.
 |
В действительности же в частной характеристике однослойного ограждения можно выделить три диапазона (рис. В):
I. Звукоизоляция определяется жесткостью ограждения и резонансными явлениями.
II. Звукоизоляция подчиняется закону массы (формула В).
III. Наблюдается ухудшение звукоизоляции (участок а) из-за явления волнового совпадения (падающей звуковой волны и колебаний ограждений), затем звукоизоляция зависит не только от массы, но и жесткости ограждения (участок б – больше зависит от частоты).
Величина звукоизолирующей способности ограждения (R, дБ) показывает, насколько понижается уровень шума за ограждением предполагая, что далее шум распространяется беспрепятственно (например, шум через ограждение выходит на улицу).
В случае передачи шума из одного помещения в другое уровень шума, проникшего в помещение, зависит от многократных отражений от внутренних поверхностей.
Фактическая звукоизоляция помещения:
где А – эквивалентная площадь звукопоглощения тихого помещения, м2,
где
С особой легкостью шум проникает через всякого рода щели и отверстия в ограждениях, окнах, дверях. На это обстоятельство часто не обращают должного внимания, что приводит к значительному ухудшению звукоизоляции.
Звукоизоляция многослойных ограждений, как правило, бывает более высокой, чем звукоизоляция однослойных ограждений той же массы. Широкое распространение находят двойные ограждения с воздушным промежутком, заполненным звукопоглощающим материалом.
Таким образом, звукоизолирующая преграда
служит для того, чтобы не пропускать
звук из шумного помещения в более тихое, изолируемое помещение. Основной акустический эффект обусловлен отражением звука (звуковой волны) от преграды.
Для звукоизолирующих преград требуются плотные, твердые и массивные
материалы.
Выбирать материал для ограждающих конструкций надо таким образом, чтобы звукоизоляция этими ограждениями обеспечила на рабочих местах уровень шума не превышающий нормы (во всех октавных полосах частот).
Требуемое снижение шума
Для определения звукоизолирующей способности ограждений используют различные методы и формулы.
Сравнение методов
Для уменьшения шума в помещениях, соседних
с помещением источника этого шума, метод звукоизоляции является значительно более эффективным по сравнению с методом звукопоглощения. Звукоизолирующие конструкции ослабляют шум в соседних помещениях на 30-50 дБ, в то время как установка в помещении одних звукопоглотителей даже с высокими звукопоглощающими свойствами дает снижение шума всего на 6-8 дБ. В то же время для эффективной защиты от шума мощных источников, например, реактивных двигателей в испытательных боксах, требуется совместное использование методов звукоизоляции и звукопоглощения.
Звукоизолирующие ограждения (преграды), как правило, выполняют в виде стен, экранов, кабин, перегородок и т.д.
Звукоизолирующие кожухи, экраны, кабины.
Кожухи
Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Кожухи изготавливают обычно из дерева, металла
или пластмассы. Внутреннюю поверхность стенок кожуха обязательно облицовывают звукопоглощающим материалом. С наружной стороны на кожух иногда наносят слой вибродемпфирующего материала. Кожух должен плотно закрывать источник шума.
Для машин, выделяющих теплоту (электродвигателей, компрессоров и т.п.) кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями.
Эффективность установки кожуха (
где
Экраны
|
 |
Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично.
Степень проникновения звуковых волн зависит от соотношения между размерами
экрана и длиной волны ?: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах экрана область тени за экраном, а следовательно, и тем меньше снижение шума.
Важно также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана.
Экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума. На низких частотах экраны малоэффективны.
|
В шумных цехах ряд рабочих мест, например, операторов пультов управления, размещают в звукоизолированных кабинах.
Глушители шума
 |
Наиболее простым глушителем абсорбционного типа является трубчатый глушитель.
Конструкция глушителей разнообразна (трубчатые, из пластин, сотовые, цилиндрические, в виде камер и т.д.).
§28. Индивидуальные средства защиты от шума.
Это могут быть противошумные наушники, вкладыши (тампоны); снижение шума на 10-15 дБ. При высоком уровне шума (более 120 дБ) применяются специальные шлемы (до 40 дБ), противошумные костюмы.
§29. Ультразвук. Воздействие. Нормирование. Методы защиты.
Ультразвук – звуковые колебания с частотой > 20 кГц (20000 Гц). Имеет ту же природу, что и шум. Может распространяться по воздуху и твердых средах.
Контакт человека с ультразвуком осуществляется через воздух, и непосредственно от вибрирующей поверхности (инструмента, аппарата и других возможных источников). Ультразвуковая техника и технология широко применяется в различных отраслях народного хозяйства (пайка, сварка, лужение, механическая обработка и обезжиривание деталей и т.д.).
Особенность ультразвука – он слабо
поглощается в упругой среде и может распространяться на большие расстояния. Ультразвук может распространяться узконаправленными лучами, создавая на небольшой площади высокие ультразвуковые давления.
F=18-30 кГц (18000÷30000 Гц).
I=60-70 кВт/м2 (I-интенсивность).
Оценивается теми же физическими параметрами, что и шум.
Воздействие ультразвука на человека. Нормирование.
Ультразвук несколько слабее влияет на органы слуха, но оказывает большее
влияние на вестибулярный аппарат, на сердечно-сосудистую систему, периферийную нервную систему и на систему терморегуляции.
Ультразвук нормирует ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ в одну треть октавных полос частот.
Допустимые уровни ультразвуков следующие:
|
1/3 – октавные среднегеометрические частоты, кГц |
12,5 |
16 |
20 |
25 |
31,5-100 |
|
Допустимые уровни звукового давления, дБ |
80 |
90 |
100 |
105 |
110 |
1) Уменьшение в источнике. Осуществляется путем повышения рабочих частот оборудования.
2) На пути распространения – методами звукоизоляции и звукопоглощения.
3) Локализация источника.
4) Индивидуальные средства защиты.
§30. Инфразвук. Воздействие. Нормирование. Методы защиты.
Инфразвук – звуковые колебания с частотой < 20 Гц.
Источниками инфразвука являются компрессоры (компрессорные цеха), мощные вентиляционные системы и системы кондиционирования, салоны автомобилей (?=2÷16 Гц,
Оценивается теми же параметрами, что и шум.
Особенность распространения – он слабо
поглощается в окружающей среде и может распространяться на большие расстояния с небольшими потерями энергии.
Воздействие инфразвука на человека. Нормирование.
Инфразвук воздействует на все органы и системы человека, как и шум (на органы слуха, на вестибулярный аппарат, на центральную нервную систему), оказывает психологическое воздействие. Уровень 100-120 дБ – головные боли и т.п. Уровень > 150 дБ является смертельным.
F=2-15 Гц – неблагоприятный диапазон, т.к. совпадает с частотой внутренних органов.
F=7 Гц – частота биотоков головного мозга.
Инфразвук нормируется санитарными нормами СН 22-77-80 в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5.
|
fcр, Гц |
2 |
4 |
8 |
16 |
31,5 |
|
Lдоп, дБ |
105 |
102 |
При инфразвуке методы звукоизоляции и звукопоглощения неэффективны (т.к. низкие частоты). Применяется метод снижения в источнике возникновения:
1. Повышение быстроходности агрегата.
2. Повышение жесткости конструкции больших размеров.
3. Устранение низкочастотной вибрации за счет балансировки и повышения точности сборки.
4. Применение глушителей (реактивного типа).
«Электромагнитные излучения (ЭМИ)»
Будем рассматривать, в основном, область неионизирующих излучений.
Источники электромагнитных излучений
Естественными источниками электромагнитных излучений являются Солнце и Космос. В процессе электромагнитного воздействия на Землю происходят сложные, взаимосвязанные явления в магнитосфере и атмосфере Земли, влияющие самым непосредственным образом на живые организмы биосферы и среду обитания.
В процессе эволюционного развития живые организмы в определённой степени адаптировались к естественному фону электромагнитных полей.
Однако вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только увеличился, но и претерпел качественные изменения. Появились электромагнитные излучения таких длин волн, которые имеют искусственное происхождение в результате техногенной деятельности (например, миллиметровый диапазон длин волн и др.)
Миллиметровое излучение внеземного происхождения интенсивно поглощается атмосферой Земли, поэтому живые организмы не имеют адаптации к этим волнам.
К основным источникам ЭМП антропогенного происхождения относятся телевизионные и радиолокационные станции, мощные радиотехнические объекты, промышленное технологическое оборудование, высоковольтные линии электропередач промышленной частоты, термические цеха, плазменные, лазерные и рентгеновские установки, атомные и ядерные реакторы и т.п. Кроме этого, отнесем источники специального назначения на стационарных и передвижных объектах на земле, воде, под водой, в воздухе.
Характеристики (спектр интенсивности и т.п.) некоторых техногенных источников ЭМП.
Характеристики некоторых техногенных источников ЭМП могут существенным образом отличаться от эволюционно сложившегося естественного электромагнитного фона, к которым привык человек и другие живые организмы биосферы.
Для правильного выбора оптимальных средств защиты необходимо определить основные характеристики источников ЭМП:
- диапазон частот,
- энергия и мощность излучения,
- режим работы,
- диаграмма направленности,
- особенности распространения в атмосфере,
- биологическое действие,
- тип поляризации, их назначение и т.п.
В настоящее время известно, что радиоволны, свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, рентгеновские лучи и гамма-излучение – все это волны одной, электромагнитной природы, отличающиеся длиной волны.
Шкала электромагнитных волн для различных диапазонов представлена на рис. 1. Звездочкой помечены номера поддиапазонов, установленные международным консультативным комитетом радиосвязи (МККР). По решению этого комитета поддиапазоны 5 - 11 относятся к радиоволнам. По регламенту МККР к СВЧ диапазону отнесены волны с частотами 3-30 ГГц. Однако исторически сложилось, под СВЧ диапазоном понимать колебания с длиной волны от 1 м до 1 мм.
Несмотря на единую электромагнитную природу каждый из диапазонов электромагнитных колебаний отличается своей техникой генерации и измерений. Например,
при работе с электромагнитными колебаниями сравнительно низких частот пользуются линиями передач с сосредоточенными параметрами (емкость, индуктивность, резисторы, двухпроводные открытые линии т.п.). При переходе к СВЧ диапазону необходимо использовать линии передач с распределенными параметрами (волноводы, полые резонаторы и т.п.). При работе в оптическом диапазоне имеется своя специфика измерений, отличная от СВЧ техники.
Электромагнитные излучения определенного диапазона волн формируют электромагнитное поле (ЭМП) указанного диапазона.
Параметры (характеристики) электромагнитного поля (ЭМП).
Электромагнитное поле:
1. это переменное поле, которое является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей - электрического и магнитного.
2. Электрическое поле характеризуется вектором напряженности Е (В/м); магнитное поле – вектором напряженности Н (А/м). Фазы колебаний векторов
3. Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью потока энергии (мощности).
К характеристикам ЭМП (ЭМИ) относят:
- Частоту f, Гц;
- Напряженность электрического поля Е, В/м;
- Напряженность магнитного поля Н, А/м;
- Плотность потока энергии I, Вт/м2 (иногда обозначают ППЭ)
Согласно теории электромагнитного поля, пространство вокруг источника (излучателя) ЭМП условно делят на ближнюю и дальнюю зоны воздействия.
Источником (излучателем) может быть антенна или другой проводник с переменным током.
1) Ближняя зона.
Под ближней зоной воздействия понимается зона, в которой электромагнитное (волновое) поле еще не сформировано на расстоянии
где rб.з. - расстояние, на которое простирается ближняя зона;
Эта формула - для ненаправленной (изотропной) антенны или для элементарных излучателей в воздухе.
В случае направленной антенны определяют границу ближней зоны по главному максимуму излучения (при этом используют максимальный размер раскрыва антенны; формула другая).
В ближней зоне электрическое и магнитное поля сдвинуты по фазе на 90 градусов. Поле характеризуется напряженностями электрического и магнитного полей. Электрическое и магнитное поля можно считать независимыми друг от друга.
В этой зоне электромагнитная волна не сформирована и поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.
Ближнюю зону называют еще зоной индукции.
В зоне индукции ЭМП зависит от типа источника излучения и может быть преимущественно электрическим (например, для штыревой антенны или высоковольтной передающей линии) и магнитным (например, для обычных катушек, различных антенн, трансформаторов).
2) Дальняя зона.
Дальняя зона характеризуется тем, что эта зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействует только энергетическая составляющая ЭМП – плотность потока энергии, т.е. количество энергии, приходящейся в единицу времени на единицу поверхности.
Эта зона располагается на расстоянии
В случае одновременной работы нескольких источников определяется суммарная интенсивность излучений N- источников:
где
3) Иногда выделяют промежуточную зону (зону интерференции), которая располагается между ближней и дальней зонами. В этой зоне формируется поле излучения, которое распространяется в дальней зоне. Здесь имеет место сложная зависимость напряженностей электрического и магнитного полей и плотности потока энергии.
Действие электромагнитных излучений диапазона радиочастот на человека.
Источниками ЭМП этого вида являются приборы, применяемые в промышленности для индукционного нагрева металлов и полупроводников (в таких технологических процессах, как закалка и отпуск деталей, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников, очистка полупроводников, выращивание полупроводниковых кристаллов и пленок), а также приборы диэлектрического нагрева, применяемые для сварки синтетических материалов, прессовки синтетических материалов.
В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения:
- профессиональное;
- непрофессиональное;
- облучение в быту;
- облучение, осуществляемое в лечебных целях.
По характеру облучения – общее и местное.
Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером излучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха, свыше
Воздействие электромагнитных излучений данного диапазона осуществляется за счет поглощения энергии излучений тканями человека. Следствием поглощения энергии является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела, организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться.
Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь).
Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц…300 ГГц. Помимо катаракты при воздействии ЭМИ возможны ожоги роговицы.
Для длительного действия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови (для полей СВЧ и УВЧ). В связи с этим могут появиться головные боли, понижение или повышение давления, урежение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления.
Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижения массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов.
На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности.
Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления.
Ряд специалистов (ученых) биологическое действие ЭМИ связывают и с нетепловым эффектом. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция др.).
Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны) – т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает.
Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды - повышенная температура (свыше 28°С), наличие мягкого рентгеновского излучения – вызывают некоторое усиление действия ЭМИ, что было учтено при гигиеническом нормировании.
Электромагнитные поля радиочастот не обнаруживаются органами чувств, поэтому их опасность недооценивается работающими.
Знание длин волн ЭМИ, формируемых источником, дает возможность выбора приборов контроля электромагнитного излучения. Для низкочастотных источников ЭМИ (НЧ, ВЧ, УВЧ-диапазона) необходимо использовать приборы, измеряющие электрическую и магнитную составляющие ЭМП, для СВЧ - диапазона – приборы, позволяющие измерять плотность потока энергии ЭМП.
Нормирование ЭМП радиочастот.
Гигиеническое нормирование ЭМП РЧ осуществляется во всех диапазонах частот.
Согласно ГОСТ 12.1.002-84 “Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах” облучение ЭМП регламентируется как по величине напряженности, так и по продолжительности действия.
Допустимые продолжительности пребывания, работающие без средств защиты в электрическом поле и уровни его напряженности приведены в табл. 1.
При напряженности электромагнитного поля на рабочем месте более 25 кВ / м работы должны проводиться с применением средств защиты.
Таблица 1
Допустимая длительность пребывания в электрическом поле
|
№п/п |
Напряженность поля, кВ/м |
Допустимая продолжительность, пребывая человека в течение суток в электрическом поле, мин |
Примечание |
|
1 2 3 4 5 |
5 10 15 20 25 |
Без ограничений 180 90 10 5 |
Нормативы по 2, 3, 4, 5 действительны при условии, что а) остальное время рабочего дня человек находится в местах, где напряженность электрического поля меньше или равна 5 кВ/м; б) исключена возможность воздействия на организм человека электрических разрядов |
Предельно допустимые плотности потока энергии (ППЭ) ЭМП (Вт/м2, мкВт/см2) в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием ЭМП (кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн) приведены в табл. 2
Таблица 2
Предельно допустимые плотности потока энергии ЭМП
|
Плотность потока энергии |
Время пребывания |
Примечание |
|
|
Вт/м2 |
мкВт/см2 |
||
|
До 0,1 |
До 10 |
Рабочий день |
------------ |
|
От 0,1 до 1,0 От 0,1 до 10,0 |
От 10 до 100 От 100 до 1000 |
Не более 2 ч Не менее 20 мин |
В остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 10 мкВт/ cм2 При условии пользования защитными очками. В остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 10 мкВт/ cм2 |
При наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в помещении (выше 28°С) плотность потока энергии не должна превышать 0,1 Вт/м2 (10 мкВт/cм2), практически в течение рабочего дня.
Защита от электромагнитных полей (излучений) радиочастот.
Классификация методов.
Защита работающих (человека) от ЭМП РЧ осуществляется:
1. организационными мероприятиями.
К ним относятся: рациональное размещение оборудования, рабочих мест, выбор рациональных режимов работы оборудования, ограничение места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМИ РЧ (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ РЧ и т.д.
2. техническими мероприятиями
(на них остановимся позже).
3. лечебно - профилактическими мероприятиями
Эти мероприятия осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работника, связанные с воздействием ЭМИ РЧ. Мероприятия включают предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры работающих.
4. индивидуальными средствами защиты.
Средства индивидуальной защиты следует использовать в случаях, когда снижение уровней ЭМИ РЧ с помощью общей защиты не возможно. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок.
К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.).
Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.
Технические методы защиты классифицируются на:
1. методы коллективной защиты.
Это уменьшение излучаемой мощности источника (генератора), дифракционные экраны, лесонасаждения, подъем антенн, секторное блокирование излучения сканеров.
2. методы локальной защиты:
- от внутренних излучений – это экранирование источников радиоизлучения, использование радиопоглощающих объемов;
- от внешних излучений – это использование радиопоглощающих объемов, экранирование стен и оконных проемов.
Рассмотрим некоторые методы защиты.
«Защита расстоянием» является наиболее простым и эффективным методом.
Для того, чтобы реализовать этот метод, помещение, в котором ведутся работы, должно быть достаточных размеров. Он применим для работников, которым при выполнении работы нет необходимости находиться вблизи источника ЭМИ, а также при дистанционном управлении.
Этот метод применяется и в том случае, если невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе сокращением времени пребывания в опасной зоне. В этом случае прибегают к увеличению расстояния между излучателем и работающим.
Метод защиты временем состоит в уменьшении времени нахождения человека вблизи источников ЭМП. Метод применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения до допустимых значений.
Способами снижения мощности излучения источника являются следующие.
1 способ. Замена мощного источника (генератора) менее мощным, если позволяет технология работ. Заметим, что уменьшение мощности в принципе может быть достигнуто непосредственной регулировкой генератора, однако в современных источниках или не предусмотрено регулирование или оно возможно в очень малой степени.
2 способ. Это применение специальных устройств, которые полностью поглощают или ослабляют в необходимой степени передаваемую энергию на ее пути от генератора к излучающему устройству (внутри последнего) или на выходе в пространство (где находятся люди).
В качестве специальных устройств применяют:
- поглощающие нагрузки( поглотители мощности) – эквиваленты антенн и нагрузки радиоаппаратуры;
- ослабители мощности – аттенюаторы.
Эквиваленты антенн и нагрузки радиоаппаратуры представляют собой отрезки коаксиальных или волноводных линий, частично заполненных поглощающими материалами, которые отражают незначительную долю энергии излучения. Энергия излучения поглощается в заполнителе, преобразуясь в тепловую энергию.
Заполнителем могут быть: графит чистый или в смеси с цементом, песком, резиной; пластмассы; порошковое железо в керамике; дерево; вода или другие материалы.
1. коаксиальный эквивалент 2. волноводный эквивалент
Интенсивность излучения с помощью поглощающих нагрузок может быть ослаблена до 60 дБ и более. Например, генераторы имеют поглощающие нагрузки и ослабители.
Аттенюаторы применяют для понижения уровня мощности до необходимого значения и разделяются на два вида:
- переменные (у них мощность на выходе можно плавно регулировать)
- постоянные (степень ослабления у них является постоянной).
Эти устройства работают на принципе поглощения электромагнитных колебаний; поглощаются материалами с большим коэффициентом поглощения. Это резина, полистирол и др. материалы.
постоянный аттенюатор переменный аттенюатор
«Нож» изготавливают из диэлектрика, покрытого металлической пленкой. «Нож» помещают параллельно электрическим силовым линиям электромагнитного поля. Регулировка производится погружением «ножа» в волновод, вследствие чего увеличивается поглощение энергии диэлектриком аттенюатора.
С помощью аттенюаторов может быть достигнуто снижение уровня мощности в пределах от 0 до 120 дБ. В основном выпускают аттенюаторы диапазонов УВЧ и СВЧ.
Для отвода из линии передачи части высокочастотной мощности, проходящей по линии, и для связи линии передачи с измерительными приборами служат направленные ответвители (дают ослабление мощности на 20-60 дБ).
Они являются встроенными элементами ВЧ трактов станций.
Весьма эффективным и часто применяемым методом защиты является установка экранов.
Экраны представляют собой преграды на пути излучения. Экраны бывают отражающие и поглощающие.
Отражающие экраны делают из хорошо проводящих металлов – алюминия, стали, лучше – из меди и латуни.
Экраны могут быть замкнутыми (полностью изолируют излучающее устройство или защищаемый объект) или незамкнутыми.
Формы и размеры экранов разнообразны, т.е. экранировать можно источник излучения или рабочее место. Экраны выполняются из сплошных или сетчатых листов.
Допустим экран – сплошной металлический лист.
Этот экран обладает высокой отражательной и некоторой поглотительной способностью.
Толщину экрана (листа), необходимую для ослабления излучения, можно определить по формуле:
где L – заданное ослабление излучения экраном (абсолютная величина), дБ;
m - магнитная проницаемость металла экрана, Гн/м («Генри» - единица индуктивности);
s - проводимость металла экрана, 1/Ом?м.
Для оценки функциональных качеств экрана используют понятие эффективности.
На практике эффективность (иначе ослабление, даваемое экраном) рассчитывают по формулам:
ЭЕ=Е2/Е1, ЭН=Н2/Н1, ЭI=I2/I1, L(дБ)=10lgI2/I1=10lgP2/P1,
где ЭЕ, ЭН, ЭI – эффективность экрана по Е, Н,I;
L - ослабление экраном в дБ;
Е1 и Е2 – напряженности электрического поля в данной точке при отсутствии экрана и при наличии экрана, В/м;
Н2 и Н1 - напряженности магнитного поля в данной точке при отсутствии экрана и при наличии экрана, А/м;
I1 и I2 – плотность потока энергии в данной точке при отсутствии экрана и при наличии экрана, ВТ/м2;
Р1- мощность экранируемого излучения в данной точке, ВТ.
Р2- мощность излучения в данной точке после экрана, ВТ;
Сплошной металлический экран толщиной порядка длины волны воздействующего поля практически непроницаем для поля.
Достаточно густая металлическая сетка обладает почти такими же свойствами.
Поглощающий экран (преграда) представляет собой экран, в котором имеется элемент или покрытие из материала, поглощающего радиоволны; отражение от экрана - весьма мало.
Данные экраны применяют в тех случаях, когда отраженное от экрана излучение мешает работе экранируемой установки или направляется на рабочие места.
 |
 |
||
1 – источник излучения;
2 – экран;
3 – радиопоглощающее покрытие;
4 – рабочее место.
Исходя из прочности экранов, экраны должны изготовляться толщиной не менее 0.5 мм из листового материала с высокой электропроводностью. Смотровые окна и другие технологические отверстия экранируют густой металлической сеткой с ячейками не более 4х4 мм. Экран должен заземляться. Швы между отдельными листами экрана или сетки выполняются сваркой, пайкой и т.д., чтобы обеспечить надёжный контакт между элементами.
Заземлённые экраны применяют в виде замкнутых камер или шкафов, окружающих антенны, установки; в виде кожухов, щитов (ширм), устанавливаемых на пути излучения. Во всех случаях экраны должны быть замкнутыми.
Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и др. Например, листовая сталь толщиной 1,4 мм даёт ослабление 100дБ; фольга алюминиевая толщиной 0,08 мм – 80дБ; сетка стальная тканая толщиной 0,3-1,3 мм – 30дБ; ткань металлизированная «Восход» - 40-65дБ и т.д.
Металлы отражают практически всю падающую на них энергию электромагнитной волны. Существенное отражение имеет место и от многих других веществ. Отражённая энергия может увеличивать интенсивность облучения людей. Поэтому для уменьшения отражённой энергии все отражающие предметы покрываются материалами, которые обладают незначительной отражающей и большой поглощающей способностями.
Отсюда, если отражённая от экрана радиоволна направляется на рабочие места, то облучаемые поверхности экрана следует покрыть радиопоглощающим материалом.
Во всех случаях в помещении не должны быть
посторонние металлические
предметы.
Радиопоглощающие материалы.
Эти материалы созданы искусственно. Их используют для поглощения электромагнитных волн и в средствах защиты от воздействия ЭМП.
По принципу действия радиопоглощающие материалы делятся на две группы :
- объёмные поглотители
- резонансные поглотители
В объёмных поглотителях используется объемное поглощение электромагнитной энергии за счёт внесения электрических или магнитных потерь.
Материалы этой группы состоят из основы и наполнителя. В качестве основы используют каучуки, пенопласты, поролон и другие органические материалы. В материал–основу вводят проводящие добавки (наполнители) – порошок графита, угольной и ацетиленовой сажи, порошки карбонильного железа, феррита, тонкие металлические волокна и т.п. Количество наполнителя достигает 40%. (при дальнейшем увеличении наполнителя мощность поглощенной энергии уменьшается за счет увеличения отражения от металлических добавок).
Характеристики этой группы – высокое поглощение энергии, малый коэффициент отражения в широком диапазоне частот, относительно большие массогабаритные параметры.
представляют собой композицию из слоев диэлектрика и проводящих пленок металла, которые чередуются. Толщина диэлектрика составляет четверть длины волны падающего излучения или кратна нечетному числу ?/4.
Принцип действия таких систем основан на интерференции падающей волны и образовании в них стоящих волн.
Характеристики этой группы – низкий коэффициент отражения, малая масса, компактность и недостаточно широкий диапазон частот.
d ? ?/4 - толщина диэлектрика.
В ряде случаев применяются комбинированные материалы (сочетание резонансных и объемных поглотителей).
Радиопоглощающие материалы обычно отражают примерно 1 % падающей на них энергии (до 0.01- 0.001% в некоторых случаях). Максимальная плотность поглощаемой мощности зависит от свойств материала – основы (каучук, поролон и т.д.)
Радиопоглощающие материалы изготавливаются в виде пенопластов, тонких листов, рыхлой сыпучей массы. Большинство из них невоспламеняющиеся и огнестойкие.
Производственные помещения, где ведутся работы по настройке, регулировке и испытаниям радиотехнических установок
Это должны быть специальные помещения.
Требования, которым должны удовлетворять эти помещения, следующие:
1. Это отдельное, специально выделенное помещение, изолированное от других помещений данного здания.
2. Лучше, чтобы у помещения было как можно меньше смежных помещений. Подходят угловые помещения первых и последних этажей здания.
3. Помещение устраивается таким образом, чтобы излучение практически не проникало через стены, перекрытия, проемы, двери.
Толщина стен и перекрытий таких помещений должна определяться расчетным путем исходя из мощности установок и поглощающих свойств строительных материалов. С точки зрения способности поглощать энергию наиболее подходящими являются шлакобетон, изделия из него, а также кирпич.
Например, кирпичная стена толщиной 70см дает ослабление потока мощности 16-21дБ, деревянная перегородка толщиной 15 см – 8-12дБ, фанера толщиной 0.4 см – 1-2дБ, окна с двойными рамами, стекло силикатное – 7-13дБ и т.д.
Материалы стен, перекрытий зданий, в том числе и окрасочные материалы, обладают различной поглотительной и отражательной способностью. Причем чем больше материал поглощает энергию, тем меньше он ее отражает. Например, известковое покрытие обладает весьма малой отражательной способностью. Поэтому для уменьшения отражений радиоволн обратно в помещение его стены и потолок целесообразно покрывать известковой или меловой краской. Масляная краска создает гладкую поверхность, которая отражает до 30% энергии ЭМИ сантиметрового диапазона. Если стены и перекрытия помещения не обеспечивают требуемого поглощения энергии излучения, то их следует дополнительно облицовывать экранирующими или поглощающими материалами.
При направленной антенне достаточно покрыть этими материалами только облучаемые ею участки стен и перекрытий.
4. Металлические предметы не должны занимать в помещении более 20-30% его площади.
5. Помещение должно быть оборудовано световыми сигнальными устройствами, предупреждающими о работе с ЭМИ.
При испытаниях технологического, радиотехнического и СВЧ оборудования часто используют полностью экранированные помещения, стены и потолок которых покрыт металлическим листом, облицованным поглощающими материалами. Такая экранировка полностью исключает проникновение электромагнитных волн в окружающую среду. Обслуживающий персонал при этом пользуется индивидуальными средствами защиты.
Экранирование смотровых окон, приборных панелей проводится с помощью радиозащитного стекла. Вентиляционные жалюзи экранируются металлической сеткой.
На практике многие методы защиты сочетаются, что дает наибольший эффект защиты.
Приборы измерения электромагнитного излучения диапазона радиочастот.
В практике измерения электромагнитного излучения диапазона радиочастот в настоящее время используется широкий спектр измерительной аппаратуры, применяемой для измерения напряженности электрического и магнитного полей (ближняя зона) и плотности потока энергии (дальняя зона).
Для измерения напряженности электрического поля в диапазоне 0,5 – 50 кВ/м можно применять отечественный прибор ИМЭП-50.
Для диапазона напряжений 50 – 12000 В/м применяются приборы ПЗ-25 и ПЗ-26.
Для измерения напряженности магнитного поля в диапазоне 1 – 1000 А/м используется отечественный прибор ИНМП-50.
Измерение плотности потока энергии производят с помощью приборов ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17, радар-тестеров ГКЧ-14, ТКЧ-3А и т.д.
Для измерения показателей ближней зоны электромагнитного поля применяется отечественный прибор «ЭЛОН» и изготовленный в Германии NFM-1 фирмы «Прецитроник».
Государственным научно-производственным предприятием «Циклонтест» г. Фрязино Московской области разработан комплект приборов контроля электромагнитных излучений от ПВЭМ и ВДТ.
Для измерения плотности потока энергии в диапазоне СВЧ применяются приборы М3-22А и М4-2, а также ПЗ –13, ПЗ-9, которые позволяют проводить измерения в пределах 0,02 – 316 мВ/см2.
Защита окружающей среды от воздействия ЭМП полей промышленной частоты.
Для защиты окружающей среды от воздействия ЭМП промышленной частоты методы защиты расстоянием и временем являются основными.
При сооружении радиотехнических объектов метод защиты расстоянием сводится к созданию санитарно-защитных зон и зон ограничений.
Размеры зон ограничений и санитарно-защитной зоны выбирают по методикам, представленным в Приложении правил СН 2963 – 84 (можно использовать СН245 – 71).
Вдоль трассы ВЛ, проходящей через населенную местность, границу санитарно-защитной зоны выбирают в соответствии с размерами, представленными в СН.
Приведем примеры:
Таблица 3
Граница санитарной зоны вдоль трассы ВЛ
|
Напряжение ВЛ, кВ |
Расстояние от проекции на землю крайних фаз проводов, м |
Напряжение ВЛ, кВ |
Расстояние от проекции на землю крайних фаз проводов, м |
|
1150 |
300 |
220 |
25 |
|
750 |
250 |
110 |
20 |
|
500 |
150 |
35 |
15 |
|
330 |
75 |
До20 |
10 |
Санитарно- защитные зоны радио- и телевизионных станций
|
Тип объекта |
Диапазон частот |
Размер санитарно-защитной зоны, м |
|
Длинноволновые радиостанции (ДВ) |
30-300 кГц |
100-1000 |
|
Средневолновые радиостанции (СВ) |
300-3000 кГц |
200-1000 |
|
Коротковолновые радиостанции (КВ) |
3-30 МГц |
50-700 |
|
Телевизионные и УКВ радиостанции |
30-1000 МГц |
25-800 |
С целью уменьшения влияния ЭМП промышленной частоты увеличивают высоту подвеса проводов ВЛ, удаляют жилую застройку от линии передачи, применяют экранирующие устройства.
На открытых территориях, расположенных в зонах с повышенными уровнями ЭМП, применяются экранирующие устройства в виде железобетонных заборов, экранирующих сеток, высоких деревьев и т.
п.
Нормы.
В нашей стране разработаны и приняты Санитарные нормы, являющиеся по ряду параметров самыми жесткими в мире.
В качестве предельно допустимого уровня (ПДУ) облучения населения принимаются такие значения электромагнитных полей, которые при ежедневном облучении не вызывают у населения заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в период облучения или в отдаленные сроки после его прекращения.
ЭМИ
При рассмотрении волновой зоны или зоны излучения, которая характеризуется бегущей электромагнитной волной (зона расположена на расстоянии R> l/2 p), плотность потока энергии может быть выражена:
но в случае направленной антенны:
где Pист – мощность излучения радиотехнического устройства, ВТ;
r – расстояние между антенной и точкой наблюдения, м;
G – коэффициент усиления направленной антенны.
Эта формула (вторая) действительна для случая распространения радиоволн в свободном пространстве, заполненном идеальным диэлектриком, например, воздухом. Реальная воздушная среда отличается от свободного пространства. Наличие земли, ограждающих конструкций, оборудования и других предметов определенным образом влияют на распространение (отражая, преломляя, поглощая) радиоволн.
Для того, чтобы учесть влияние земли на распространение радиоволн над землей, в эту формулу вводят в соответствии с теорией распространения радиоволн коэффициент ослабления – F. Коэффициент F учитывает изменение поля в точке контроля за счет сложения прямого и отраженного лучей.
Тогда:
(заметим, что F – периодическая функция).
В зависимости от диапазона длин волн различают:
- электромагнитное излучение радиочастот (107… 10-4 м),
- инфракрасное излучение (<10-4…7,5?10-7 м),
- видимую область (7,5?10-7… 4?10-4 м),
- ультрафиолетовое излучение (<4?10-7… 10-9 м),
- рентгеновское излучение,
- гамма излучение (< 10-9 м) и др.
Электромагнитное поле (ЭМП) диапазона радиочастот.
ЭМП обладает рядом свойств, которые широко используются в отраслях экономики. Эти свойства (способность нагревать материалы, распространение в пространстве и отражение от границы раздела двух сред, взаимодействие с веществом) делают использование ЭМП диапазона радиочастот весьма полезным и перспективным в промышленности, науке, технике, медицине.
Источниками ЭМП этого вида являются приборы, применяемые в промышленности для индукционного нагрева металлов и полупроводников (в таких технологических процессах, как закалка и отпуск деталей, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников, очистка полупроводников, выращивание полупроводниковых кристаллов и пленок), а так же приборы диэлектрического нагрева, применяемые для сварки синтетических материалов, прессовки синтетических порошков. Свойства электромагнитных волн распространятся в пространстве и отражаться от границы раздела сред широко используют в таких областях, как радиосвязь, телевидение, радиолокация, дефектоскопия и других, поэтому телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи являются также мощными источниками ЭМП диапазона радиочастот. Различают технологические и паразитные источники ЭМП. К последним относятся выносные согласующие трансформаторы, выносные батареи конденсаторов, фидерные линии, щели в обшивке установок.
В радиоаппаратуре всех диапазонов частот к технологическим источникам относятся антенны, петли связи, к паразитным - щели в обшивках генераторов, неплотности соединений тракт, различные отверстия и др.
Характер воздействия на человека электромагнитного излучения в разных диапазонах различен.
В связи с этим значительно различаются и требования к нормированию различных диапазонов электромагнитного излучения.
 |
(1 мкм = 10-6 м;
м; Г – гига = 109; М – мега = 106)
скорость света в вакууме = 3·108 м/с (скорость распространения электромагнитных волн)
скорость звука = 344 м/с
Таблица 5
Некоторые техногенные источники ЭМП
|
Название |
Диапазон частот (длина волн) |
|
Радиотехнические объекты |
30 кГц - 30 МГц |
|
Радиопередающие станции |
30 кГц - 300 МГц |
|
Радиолокационные и радионавигационные станции |
СВЧ диапазон (300 МГц -300 ГГц) |
|
Телевизионные станции |
30 МГц - 3 ГГц |
|
Плазменные установки |
Видимый, ИК-, УФ-диапазоны |
|
Термические установки |
Видимый, ИК- диапазон |
|
Высоковольтные линии электропередач |
Промышленные частоты, статическое электричество |
|
Рентгеновские установки |
Жесткий УФ, рентгеновский диапазон, видимое свечение |
|
Лазеры |
Оптический диапазон |
|
Мазеры |
СВЧ диапазон |
|
Технологические установки |
ВЧ, СВЧ, ИК, УФ, видимый, рентгеновский диапазоны |
|
Ядерные реакторы |
Рентгеновское и g-излучение, ИК, видимое и т.п. |
|
Источники ЭМП специального назначения (наземные, водные, подводные, воздушные), применяемые в радиоэлектронном противодействии |
Радиоволны, оптический диапазон, акустические волны (комбинированность действия) |
