§1. Температурно-влажностный режим

Температура воздуха существенно влияет на состояние организма человека. При низких температурах нам холодно, при высоких - жарко. При температуре наружного воздуха +30 С⁰ и более работоспособность человека значительно падает. Установлено, что у человека существует зависимость комфортных температур окружающей среды от категории тяжести выполняемых работ (легкая, средняя, тяжелая), от периода года и некоторых других параметров микроклимата. Так, для человека, выполняющего легкую работу, комфортная температура летом составляет 23-25⁰ С, зимой - 22-24⁰ С; для человека занимающегося тяжёлым физическим трудом, комфортная температура летом - 18-20⁰ С, зимой - 16-18⁰ С.

Отклонения температуры окружающей среды от комфортных значений на ± 2-5⁰ С считаются допустимыми, поскольку не оказывают влияния на здоровье человека, а лишь уменьшают производительность его деятельности. Дальнейшие отклонения температуры окружающей среда от допустимых значений сопровождаются тяжелыми воздействиями на организм человека и ухудшением его здоровья (нарушение дыхания, сердечной деятельности).

Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Переносимость человеком высокой температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости движения окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температурах окружающего воздуха более 30⁰  С так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

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

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению тепла в организме (гипертермии). При гипертермии наблюдается головная боль, тошнота, рвота, временами судороги, падение артериального давления, потеря сознания.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.

При воздействии на организм человека отрицательных температур наблюдается сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица, изменяется обмен веществ. Низкие температуры воздействуют также и на внутренние органы, длительное воздействие этих температур приводит к их устойчивым заболеваниям.

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

Для защиты от воздействия низких температур помещения в холодное время года отапливаются.

В зависимости от теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные и комбинированные.

Системы водяного отопления наиболее приемлемы в санитарно-гигиеническом отношении. Они подразделяются на системы с нагревом воды до 100⁰ С и выше 100⁰ С (перегретая вода). В качестве побудителей движения воды используются водяные насосы и элеваторы. Вода в систему отопления подается либо от собственной, либо от районной или городской котельной, или ТЭЦ.

Системы парового отопления бывают низкого и высокого давления. Эти системы применяются главным образом в тех помещениях, в которых пар используется для промышленных целей.

Паровое отопление высокого давления разрешается устраивать в производственных помещениях, где технологические процессы не сопровождаются выделением органической пыли или когда пыль неорганического происхождения не взрывоопасна и не воспламеняется.

В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы, ребристые трубы и регистры из гладких труб.

В производственных помещениях со значительными выделениями пыли устанавливают нагревательные приборы с гладкими поверхностями, допускающими их легкую очистку. Поэтому ребристые батареи в таких помещениях не применяют, так как осевшая пыль вследствие нагрева будет пригорать, издавая неприятный запах гари. Кроме того, пыль при высоком нагреве может быть опасна из-за возможности ее воспламенения.

Воздушная система отопления характерна тем, что подаваемый в помещение воздух предварительно нагревается в калориферах (паровых, водяных или электрокалориферах). В зависимости от расположения и устройства системы воздушного отопления бывают центральными и местными. В центральных системах, которые часто совмещаются с приточными вентиляционными системами, нагретый воздух подается по системе воздуховодов от расположенного, как правило, вне помещения калорифера. В местных системах нагрев и подача воздуха в определенное место помещения производится отопительными агрегатами.

В административно-бытовых помещениях находит применение панельное отопление, которое работает вследствие отдачи тепла от строительных конструкций, в которых проложены трубы с циркулирующим в них теплоносителем.

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда наряду с температурой является обеспечение чистоты воздуха в рабочей зоне помещений (пространстве высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места).

Для очистки воздуха применяют пылеуловители (циклоны, электрофильтры, фильтры из пористого фильтрующего материала, туманоуловители, адсорберы, каталитическое дожигание и др.).

Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено также выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся:

      Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадания их в рабочую зону.

      Устройство вентиляции и кондиционирования.

Важнейшим средством, обеспечивающим нормальные санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях, является вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей на его место свежего воздуха.

По способу организации воздухообмена вентиляция может быть общеобменной, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений, и местной, при которой воздух подается или удаляется в том или ином месте помещения.

Общеобменная вентиляция обычно применяется при наличии незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры именно там, где местные отсосы оборудовать невозможно; влаго- и теплоизбытках; удалении пыли, когда воздушные потоки, создаваемые вентиляцией, препятствуют процессу осаждения пылевых частиц.

Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте образования. Она не только более экономична, но и более эффективна.

По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил и искусственная (механическая), когда воздух приводится в движение с помощью вентилятора. Возможно сочетание естественной и механической вентиляции.

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности плотностей теплого воздуха, находящегося в помещении, и более холодного воздуха, находящегося снаружи. Естественная вентиляция реализуется в виде инфильтрации и аэрации.

Неорганизованная естественная вентиляция – инфильтрация (естественное проветривание) осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.

Регулируемый воздухообмен (аэрация) осуществляется с помощью фрамуг, через которые поступает наружный воздух, а внутренний, более теплый воздух, выходит через вытяжные фонари, устанавливаемые на крыше здания. Достоинство аэрации: отсутствие механических вентиляторов; значительно дешевле механических систем вентиляции. Недостаток аэрации: снижается эффективность в летнее время; не происходит очистка воздуха; возможны сквозняки.

Механическая вентиляция обычно применяется тогда, когда естественной вентиляцией нельзя достичь в помещении воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям.

Механическая вентиляция более сложная по устройству, имеет ряд существенных преимуществ перед естественной:

        возможность подачи воздуха с любой температурой, относительной влажностью и подвижностью;

        возможность равномерной работы круглый год в необходимых объемах, независимо от климатических условий;

        возможность подачи и удаления воздуха в любых точках помещения;

        возможность устройства местных отсосов;

        возможность очистки удаляемого из помещения вентиляционного воздуха.

По принципу действия вентиляция делится на приточную (подача воздуха) и вытяжную (удаление воздуха).

Приточная вентиляция может быть общей, когда подаваемый воздух распространяется по всему помещению, и местной, когда подаваемый воздух поступает к рабочим местам.

Элементами приточной вентиляции являются следующие устройства: устройство забора, подогрева, увлажнения воздуха, побудитель движения воздуха, система воздуховодов для подачи воздуха в цех. Место забора наружного воздуха имеет вид отверстия в наружной стене здания, воздухозаборной шахты и др. Воздухозаборные отверстия должны иметь жалюзийные решетки. Располагают воздухозаборные отверстия на высоте не менее 2 метров от земли.

Местная приточная вентиляция может быть представлена в виде воздушных душей (рис. 78), воздушных оазисов – участка с чистым прохладным воздухом, воздушных завес для предотвращения поступления в помещение наружного холодного воздуха (рис. 79).

Вытяжная вентиляция бывает общеобменной и местной. Общеобменная вытяжная вентиляция удаляет воздух из нижней или верхней зоны в зависимости от характера вредностей и особенности их выделения. Местная вытяжная вентиляция устраивается непосредственно у мест выделения вредностей.

Для создания оптимального микроклимата в производственных и бытовых помещениях применяют более совершенный вид вентиляции – кондиционирование воздуха.

Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в помещениях заранее заданного температурно-влажностного режима независимо от изменения условий снаружи и внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, метеорологических условий снаружи и технологического процесса внутри помещения.

Такие параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами. Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких отдельных помещений). В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.п.

Выбор систем кондиционирования и вентиляции для создания в помещениях воздушной среды, удовлетворяющей установленным санитарно-гигиеническим нормам и технологическим требованиям, зависит от назначения здания, его этажности, характера помещений и наличия вредных выделений.

Вентиляцию следует предусматривать для обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой зоне жилых и общественных помещений или в рабочей зоне административно-бытовых и производственных помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах).

Вентиляцию с искусственным побуждением (с использованием вентиляторов) следует предусматривать в случае если метеорологические условия и чистота воздуха не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением, а также для помещений и зон без естественного проветривания.

Допускается проектировать смешанную вентиляцию с частичным использованием естественного притока или удаления воздуха.

Системы общеобменной вентиляции для производственных и административно-бытовых помещений (с постоянным пребыванием людей) без естественного проветривания (без окон или с неоткрываемыми окнами — по технологии производства или по конструктивным особенностям окон) рекомендуется предусматривать не менее чем с двумя приточными и двумя вытяжными вентиляторами, каждая с расходом по 50% требуемого воздухообмена.

Кондиционирование следует предусматривать для обеспечения нормируемой чистоты и метеорологических оптимальных параметров воздуха в обслуживаемой (рабочей) зоне помещения или на отдельных его участках.

Для обеспечения оптимальных, а также допустимых метеорологических условий в помещениях общественных зданий рекомендуется проектировать системы кондиционирования воздуха и вентиляции с управляемыми процессами тепловлажностной обработки воздуха.

Приток воздуха рекомендуется предусматривать непосредственно в помещения, где постоянно работают или находятся люди. При организации вентиляции следует иметь в виду, что часть приточного воздуха, предназначенного для данного помещения, допускается подавать в коридоры или смежные помещения, но не более 50% количества воздуха, предназначенного для обслуживаемого помещения.

Распределение приточного воздуха и удаление его из помещений общественных, административно-бытовых и производственных зданий, как правило, проектируется с учетом режима использования помещений в течение суток и года, а также временных поступлений в помещение теплоты, влаги и вредных веществ.