Безопасность технологических процессов и производств •охрана труда • (стр. 10 )

По длине волны инфракрасные лучи делятся на коротковолновую ИКИ-А (менее 1,4 мкм), средневолновую ИКИ-В (1,4...3 мкм), длин­новолновую ИКИ-С (3 МКМ...1 мм) область. В производственных условиях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон (0.76...70 мкм).

Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело. Степень инфракрасного излучения характеризуется следующими основными законами, используемыми для оценки гигиенического нормирования.

Лучеиспускание обусловливается только состоянием излучающего тела и не зависит от окружающей среды (закон Кирхгофа). Лучеиспу­скательная способность любого тела пропорциональна его лучепоглощающей способности. Тело, поглощающее все падающие на него лучи (абсолютно черное тело), обладает максимальным излучением. На этом законе основано применение поглощающей защитной одежды, свето­фильтров, устройство приборов для измерения теплового излучения, а также окраска оборудования.

С повышением температуры излучающего тела интенсивность из­лучения Е (Вт/м2) увеличивается пропорционально 4-й степени его абсолютной температуры (закон Стефана — Больцмана):

,

где s — постоянная Стефана — Больцмана, равная 5,67032×10-8 Вт м-2 К-4; Т — абсолютная температура, К (Кельвин).

Таким образом, даже небольшое повышение температуры тела приводит к значительному росту отдачи теплоты излучением. Исполь­зуя этот закон, можно определить величину теплообмена излучением в производственных условиях.

Количество тепловой энергии, передаваемое излучением, опреде­ляется по формуле:

,

где Е — теплоотдача, (Вт), С1 и С2 —константы излучения с поверх­ностей; s —постоянная Стефана — Больцмана; Т1 и Т2 —температу­ры поверхностей (К), между которыми происходит теплообмен излучением.

При расчете теплоотдачи излучением учитывают температуру стен и других поглощающих тепловую радиацию поверхностей (среднерадиационная температура).

Произведение абсолютной температуры излучающего тела на длину ; волны излучения (lмакс) с максимальной энергией —величина посто­янная С (закон Вина — закон смещения)

,

где С= 2880; Т — абсолютная температура, К; l — длина волны, мкм. Таким образом, длина волны максимального излучения нагретого тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре, т. е.

.

При температуре твердого °С излучение происходит главным образом в области длинных волн.

Интенсивность теплового излучения на рабочих местах может колебаться от 175 Вт/м2 доВт/м2. К горячим цехам относят цеха, в которых тепловыделение превышает 23 Дж/м2.

В литейных цехах (нагрев и обработка деталей) интенсивность теплового излучения составляет 139Вт/м2.

В производственных помещениях с большим тепловыделением (горячие цеха) на долю инфракрасного излучения может приходиться до 2/3 выделяемой теплоты и только 1/3 на конвекционную теплоту.

Биологическое действие инфракрасного из­лучения. Лучистое тепло имеет ряд особенностей. Инфракрасное излучение помимо усиления теплового воздействия на организм рабо­тающего обладает и специфическим влиянием, зависящим от интен­сивности энергии излучения отдельных участков его спектра. Существенное влияние на теплообмен организма оказывают оптические свойства кожного покрова с его избирательной характеристикой коэффициентов отражения, поглощения и пропускания инфракрасной радиации.

Воздействие ИКИ на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная выражается сильнее при длин­новолновом облучении, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости в этом случае меньше, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в ткани тела коротковолновая область спектра ИКИ вызывает повы­шение температуры глубоколежащих тканей. Например, длительное облучение глаза может привести к помутнению хрусталика (професси­ональная катаракта).

Под влиянием ИКИ в организме человека возникают биохимиче­ские сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы: образуются спе-цифические биологически активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия в крови, усиливается секреторная функция желудка, подже-лу­дочной и слюнной желез, в центральной нервной системе развиваются тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен веществ.

При инфракрасном облучении кожи повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение. При интенсивном облучении возни­кают ощущения жжения, боль. Время переносимости тепловой ради­ации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности (табл. 3.7).

Таблица 3.7. Время переносимости (с) инфракрасной радиации в зависимости от ее интенсивности и длины волны

Интенсивность радиации, Вт/м2	Длина волны, мкм
3,6	1,07
1400 2800 4200 5600	159 27,3 12,9 9,5	305 37,9 21,2 14,5

С увеличением периода облучения организм приспосабливается, т. е. происходит адаптация, сохраняющаяся довольно длительное время.

Видимая область электромагнитного излучения. Наиболее важной областью оптического спектра электромагнитных излучений является видимый свет (излучение с длиной волны от 0,38...0,4 до 0,75...0,78 мкм). Он обеспечивает зрительное восприятие, дающее около 90 % инфор­мации об окружающей среде, влияет на тонус центральной и перифе­рической нервной системы, на обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочув­ствие человека. Оптимальные параметры видимого света по интенсивности, спектральному составу и режиму освещения зависят от требо­ваний организма к условиям конкретной деятельности, а также от характера и интенсивности одновременно воздействующих других факторов среды — акустических, цветовых, пространственно-плани­ровочных и др.

Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную; работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства тревоги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождаются снижением интенсивности обмена веществ в организме и ослаблением его реактивности. К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным составом света и монотонным режимом освещения.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействий чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, кератиты, катаракты и другие нарушения.

Световую среду формируют следующие составляющие:

Лучистый поток Ф — это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн, Вт.

Световой поток F — это мощность световой энергии, оцениваемо по зрительному восприятию, т. е. величина F является не только физической, но и физиологической, лм.

Видность В — отношение светового потока к лучистому. Максимальная видность Вmax, (при длине 554 Нм) составляет 683 лм/Вт. Видность излучения характеризует чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра.

Сила света J — пространственная объективная плотность светово­го потока в пределах телесного угла, кд.

Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой поверхности, лк.

Яркость поверхности La в данном направлении а определяется и отношения силы света dLa, излучаемой поверхностью dS в это направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

.

Коэффициент отражения r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток; определяется по формуле:

,

где Fотр — отраженный световой поток, лм; Fпад — световой поток, падающий на поверхность, лм.

Качественные показатели систем производственного освещения являются комплексными и определяют условия зрительной работы. К ним относятся:

Фон — поверхность, непосредственно прилегающая к объекту раз­личения. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зри­тельной работы.

Контраст объекта с фоном К — определяется из соотношения яркостей рассматриваемого объекта и фона

.

Видимость V — величина, комплексно характеризующая зритель­ные условия работы. Зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном и др. Оценивается видимость числом пороговых контрастов КПОР, содержащихся в действительном KД контрасте:

.

Пороговый контраст — наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличи­мым.

Показатель ослепленности Р — это критерий оценки слепящего действия источников света, вычисляемый по формуле:

,

где V1 — видимость объекта различения при экранированном источ­нике света; V2 — видимость при разэкранированном источнике света. При отсутствии экрана (плафона) на источнике искусственного света яркость объекта и фона увеличивается за счет появления бликов Lб, что приводит к снижению показателей контрастности:

,

а значит и к уменьшению показателя видимости.

Коэффициент пульсации освещенности Кn — критерий оценки изме­нения освещенности поверхности вследствие периодического измене­ния во времени светового потока источника света

,

где , и — мак­симальное, минимальное и среднее значение освещен­ности за период ее колеба­ния.

Рис. 3.8. График изменения светового потока газоразрядной лампы

Необходимость в пока­зателе вызвана широким применением газоразрядных ламп. При питании ни переменным током наблюдается пульсация во време­ни величины светового потока таких источников с частотой, вдвое большей частоты питающей сети (рис. 3.8).

По типу источника света производственное освещение бывает: естественное — за счет солнечного излучения (прямого и диффузно-, рассеянного света небесного купола); искусственное — за счет источ­ников искусственного света; совмещенное.

Естественное освещение имеет положительные и отрицательные; стороны. Бо-лее благоприятный спектральный состав (наличие ультрафиолетовых лучей), высокая диффузность (рассеянность) света способствуют улучшению зрительных условий рабо-ты. В то же время при естественном освещении освещенность во времени и пространст-ву непостоянна, зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете.

Искусственное освещение помогает избежать многие недостатки» характерные для естественного освещения, и обеспечить оптимальный световой режим. Однако условия гигиены труда требуют максимального использования естественного освеще-ния, так как солнечный свет оказывает оздоровляющее действие на организм. Оно не используется только там, где это противопоказано технологическими условиями произ-водства, где хранятся светочувствительные химикаты, материалы и изделия.

При недостаточном естественном освещении в светлое время суток используют и искусственный свет. Такое освещение называется совмещенным. Оно предусмотрено существующими нормами.

Естественное освещение по конструктивному исполнению бывает: боковое, осуществляемое через оконные проемы; верхнее, когда с проникает в помещение через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению; добавляется боковое. Наиболее эффективно комбинированное естест­венное освещение, обеспечивающее более равномерное распределение' внутри производственного помещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению бывает двух видов: общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концен-трирующее световой поток непосредст­венно на рабочих местах. Общее освещение под-разделяется на общее равномерное и общее локализованное (например, вдоль сбороч-ного конвейера). Общее освещение может быть рабочим и аварийным. Рабочее освеще-ние является обязательным во всех помещениях и на освещаемых территориях для обе-спечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное осве-щение предусматрива­ется для обеспечения минимальной освещенности в производст-венном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

Существуют также специальные виды искусственного освещения: бактерицид-ное и эритемное. Бактерицидное освещение применяется для обеззараживания воздуха внутри производственных помещений, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерицидной эф­фективностью обладает ультрафиолетовое излучение длиной волны 254...257 нм, создаваемое специальными лампами. Эритемное (искус­ственное ультра-фиолетовое) излучение оказывает положительное био­логическое действие на обмен веществ, дыхательные процессы, активизирует кровообращение.

Гигиеническое нормирование искусственного и естественного осве­щения. Нормируемыми параметрами для систем искусственного осве­щения являются: величина минимальной освещенности , допустимая яркость в поле зрения , а также показатель ослепленности Р и коэффициент пульсации (CНиП 23 –

Величина минимальной освещенности задаётся для наиболее тем­ного участка рабочей поверхности. Под рабочей поверхностью пони­мается условная горизонтальная плоскость, расположенная на расстоянии 0,8 м от уровня пола производственного помещения. Нормируемое значение выбирается (табл. 3.8) в зависимости от точности зрительной работы, коэффициента отражения рабочей по­верхности, продолжительности напряженной зрительной работы в общем бюджете времени, характеристики качества освещения и тех­нико-экономических показателей применяемой системы освещения.

Степень точности зрительных работ определяется угловыми разме­рами и яркостным контрастом К объекта различения с фоном.

Угловые размеры объекта различения, выраженные в угловых ми­нутах, группируются по их линейным размерам, расстояние от объекта До глаза принимается равным 0,35...0,5 м. Это позволяет линейный размер 0,1 м принять эквивалентным угловому размеру в одну угловую минуту. Объекты различения классифицируются по размерам на шесть разрядов: от I наивысшей точности (< 0,15 мм) до VI —грубые работы (> 5 мм). Последние VII, VIII, IX разряды не учитывают размеры объекта различения, поскольку к ним относятся работы, требующие общего наблюдения за ходом производственного процесса, а так работа с самосветящимися объектами.

Контраст объекта с фоном К принято считать малым, если К< 0,2, средним при 0,2 < К £ 0,5 и большим при К> 0,5. Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зрительно обнаруживается и опознается, классифицируют по значению коэффициента отражения r: если r < 0,2 — фон считается темным; если 0,2 < r £ 0,4 — средним; при r > 0,4 — светлым.

Таблица 3.8. Нормы освещенности при искусственном освещении и коэффициент естественного освещения (для III пояса светового климата РФ) при естественном и совмещенном освещении (СНиП )

Характеристика зрительной работы	Наи-меньший или эквива-лентный размер объекта	Разряд зритель-ной работы	Подраз-ряд зри-тельной работы	Контраст объекта с фоном	Характе-ристика фона	Искусственное освещение	Естественное освещение	Совмещенное освещение
Освещенность, лк	Сочетание но-рмируемых величин пока-зателя ослеп-ленности и коэффициента пульсации	КЕО, ен, %
при системе комбинированного освещения	при системе общего осве-щения	Р	КП, %	при верхнем или комби-ниро-ванном освеще-нии	при боко-вом осве-ще-нии	при верхнем или комби-ниро-ванном освеще-нии	при боко-вом осве-ще-нии
всего	в т. ч. от об-щего
Наивысшей точности	менее 0,15	I I	а	Малый	Темный	5000 4500	500 500	- -	20 10	10 10
б	Малый Средний	Средний Темный	4000 3500	400 400	1250 1000	20 10	10 10	-	-	6,0
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2500 2000	300 200	750 600	20 10	10 10
г	Средний Большой«	Светлый « Средний	1500 1250	200 200	400 300	20 10	10 10
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Темный	4000 3500	400 400	- -	20 10	10 10	-	-		4,2
б	Малый Средний	Средний Темный	3000 2500	300 300	750 600	20 10	10 10
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2000 1500	200 200	500 400	20 10	10 10
г	Средний Большой	Светлый Средний	1000 750	200 200	300 200	20 10	10 10
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Темный	2000 1500	200 200	500 400	40 20	15 15
б	Малый Средний	Средний Темный	1000 750	200 200	300 200	40 20	15 15
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	750 600	200 200	300 200	40 20	15 15
г	Средний Большой «	Светлый « Средний	400	200	200	40	15
Средней точности	Св. 0,15 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	300	300	40	20
б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	200	200	40	20
в	Малый Средний Большой	Светлый Малый Темный	400	200	200	200	40	20
г	Средний Большой «	Светлый « Средний	-	-	200	200	40	20
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	Малый	Темный	400	200	300	40	20
б	Малый Средний	Средний Темный	-	-	200	40	20	3	1		1,8
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	-	-	200	40	20
г	Средний Большой «	Светлый « Средний	-	-	200	40	20
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	-	-	200	40	20	3	1	1,8	0,6
Работа со светящимися материалами и изделиями и в горючих цехах	Более 5	VII		То же	-	-	200	400	20	3	1	1,8	0,6
Любое наблю-дение за ходом производствен-ного процесса: постоянно-периодическое при постоян-ном пребыва-нии людей в помещении	Более 5	VIII	а б	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	- -	- -	200 75	40 -	20 -	3 1	1 0,3	1,8 0,7	0,6 0,2

Если работа связана с повышенной опасностью травматизма, размещением деталей на движущихся поверхностях и напряженная зрительная работа проводится непрерывно в течение рабочего дня или различаемые объекты расположены от глаз далее чем на 0,5 м, то нормы освещенности повышаются на одну степень согласно специальной шкале освещенностей.