УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НОРМОВАНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОМЕНЕВОГО ОПРОМІНЕННЯ НА РОБОЧИХ МІСЦЯХ МАШИНОБУДІВНИХ ПІДПРИЄМСТВ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі дослідження, показано наукову новизну і практичну цінність роботи.

Перший розділ містить аналіз впливу параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях на стан умов праці, дієздатність і безпеку людини-оператора. У результаті дослідження встановлено, що показники виробничого травматизму і профзахворюваності у галузі машинобудування до цього часу є значними, а організаційні причини, поряд з технічними і психофізіологічними, суттєво на них впливають.

При оцінці тяжкості праці встановлюється залежність між умовами праці і інтегральною реакцією людини та враховуються санітарно-гігієнічні і психофізіологічні виробничі елементи умов праці. Необхідно зазначити, що до перших, поряд з іншими чинниками, відносяться температура, вологість і швидкість руху повітря на робочому місці, наявність теплового і іонізуючих випромінювань.

Встановлено, що у нормативних документах спостерігається неузгодженість у нормуванні теплового опромінення працюючих, зокрема вимоги ДСН 3.3.6.042-99 вказують на те, що його інтенсивність від нагрітих поверхонь і т.ін. не повинна перевищувати 35 Вт/м², при опроміненні 50% та більше поверхні тіла людини-оператора, і 100 Вт/м², при опроміненні не більше 25% поверхні тіла, а при наявності відкритих джерел випромінювання у вигляді нагрітого металу і т.ін. – допускається до 140 Вт/м², звідси можлива різниця між мінімальним і максимальним нормованими значеннями теплового опромінення дорівнює DI = 105 Вт/м². А у ГН 3.3.5-8.6.6.1-2002 ця різниця становить – для першого класу умов праці від 141 Вт/м² до 1500 Вт/м², тобто ΔI₁ = 1360 Вт/м², для другого і третього ΔI₂ = 2000-1500 = 500 Вт/м² і ΔI₃ = 2500-2000 = 500 Вт/м², а для четвертого ΔI₄ = 3500-2500 = 1000 Вт/м².

При сукупній (комплексній) дії різних шкідливих та небезпечних виробничих чинників різко зростає вірогідність виникнення професійних захворювань, так від 20 до 40% працевтрат обумовлено захворюваннями, безпосередньо пов’язаними з незадовільними умовами праці, серед яких ненормовані параметри мікроклімату займають значне місце. Температурні коливання, поряд зі значною зміною вологості повітря, суттєво впливають на теплообмін людини з навколишнім виробничим середовищем і визначають його самопочуття, працездатність, внаслідок чого знижується продуктивність і якість праці. При напруженій роботі механізму терморегуляції людини порушується її життєдіяльність, внаслідок пригнічення захисних сил зростає ступінь впливу інших шкідливих виробничих чинників, особливо хімічних речовин, які є побічними продуктами виробничих процесів і через повітря попадають в організм людини і призводять до підвищення рівня її захворюваності.

Виконані дослідження, серед яких можна зазначити роботи Банхіді Л., Губернського Ю.Д., Богословського В.М., Уонга Х., Зігеля Р., Карпова Б.Д., Бєлікова А.С., Кузіна В.О., Павлухіна Л.В. і ін., підтверджують тезу про необхідність створення комфортних умов праці без перегріву або переохолодження. Але існуючі системи обігріву виробничих приміщень у час загострення енергетичних проблем показують свою низьку ефективність через велику протяжність теплопостачаючих комунікацій, загострюють екологічні проблеми і т.ін.

У розділі обґрунтовано необхідність удосконалення математичної моделі теплового балансу виробничого приміщення з ГІВ врахуванням променево-конвективного теплообміну, геометричних параметрів, вологості, запиленості повітря і т.ін. і суто фізичних особливостей впливу ІЧ випромінювання на організм людини – інтегральних та спектральних, що визначають її самопочуття і стан мікроклімату у приміщенні.

Другий розділ дисертації присвячено удосконаленню математичної моделі процесу впливу ІЧ випромінювання на організм людини шляхом дослідження принципів використання ГІВ. Теплова обстановка у приміщеннях з ГІВ має ряд особливостей, внаслідок того, що температура огороджуючих поверхонь, які беруть участь у променистому теплообміні, підвищується, це призводить до зменшення тепловіддачі тіла людини випромінюванням і підвищенню частки конвективного переносу.

Для визначення нормального тепловідчуття людини існують різні температурні параметри і показники теплового стану людини, але залежності, що дозволяють їх визначити є напівемпіричними і являють собою спроби дослідників виразити комфортний стан людини за допомогою одного показника – «температури приміщення».

Для визначення температури ГІВ від параметрів розташування використовуються емпіричні залежності. Так, для панельно-променистого опалення з нагріванням стелі – по методу Кренко, для променистого середньотемпературного опалення – по методу Мачкаші, а також Ван Зуйлена, дещо зміненого Уінслоу і Гейджем з використанням суб'єктивної характеристики під назвою показника теплового відчуття S, а також – за критерієм комфортного стану Фангера, основою якого є тепловий баланс людини

1)

де Н – повна тепловіддача людини, Вт/м²; Q_сдх, Q_ядх – приховані і явні тепловтрати диханням, Вт/м²; Q_д – тепловтрати дифузією водяної пари крізь суху шкіру, Вт/м²; Q_п – тепловтрати потовиділенням, Вт/м²; Q_рл, Q_кл – явні втрати тепла відповідно випромінюванням і конвекцією від людини у навколишнє середовище, Вт/м²; t_л – температура шкіри людини, ºС; R_од – тепловий опір одягу, кло; t_од – температура на поверхні одягу, ºС.

Інші складові теплового балансу людини розраховуються через загальну кількість теплоти, теплопродукцію людини та її тепловтрати крізь суху шкіру, приховані і явні – через дихання, а також ті, що пов’язані з випромінюванням.

Падаючи на шкіру людини, ІЧ випромінювання частково поглинається, відбивається і проходить до більш глибоких шарів. Дія випромінювання на людину залежить від того, яка частина теплоти відбивається і не здійснює впливу на людину, а також і від глибини прогрівання шкіри (рис. 1,2). На ефект дії ІЧ випромінювання впливає і довжина хвилі, яка обумовлює глибину проникнення. Енергія хвиль з λ < 1,5 мкм цілком поглинається у поверхневих шарах шкіри, де тепло, що виділяється, швидко розсіюється. Єдина область високої прозорості припадає на хвилі з λ = 0,75...1,3 мкм, на якій 20% енергії, що падає на поверхню рогового шару епідермісу, може проникнути у дерміс на глибину до 5 мм.

Максимум випромінювання високотемпературних ГІВ знаходиться у діапазоні λ = 2...2,6 мкм, частка відбиття якого шкірою людини складає 4...6%. Чим вище температура ГІВ, тим більше пропускна здатність шкіри і тим глибше небажане її прогрівання.