Розділ 3
АНАЛІЗ І ОБҐРУНТУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ЗАХОДІВ І ЗАСОБІВ ПОЛІПШЕННЯ СТАНУ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА
3.1. ФАКТОРИ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА
Сукупність факторів виробничого середовища, що впливають на праце-здатність людини в процесі роботи, становить умови праці.
Умови праці — складне об’єктивне суспільне явище, що формується в про-цесі роботи під дією взаємозв’язаних факторів соціально-економічного, техніко-організаційного і природного характеру і впливає на умови існування людини.
Фактори виробничого середовища, що впливають на формування умов праці, різні за своїм походженням, формою прояву, характером дії тощо і поділені на 4 основні групи:
1. Санітарно-гігієнічні забезпечують зовнішнє середовище робочої зони, яке формується залежно від виду обладнання і технологічних процесів і скла­дається з метеоумов, шкідливих речовин, освітлення, шуму, вібрації, ультра­звуку, випромінення, радіації, електромагнітних полів, професійних інфекцій та біологічних факторів. Всі ці фактори оцінюються кількісно і нормуються.
2. Психофізіологічні фактори: фізичні і нервово-психічні навантаження, робоча поза, монотонність процесу праці, режим праці і відпочинку, травмо-небезпека. Вони обумовлені самим процесом праці.
3. Естетичні фактори: світлокольорова композиція, звукове середовище, ароматичність запахів, інтер’єр робочої зони приміщень, озеленення, гармоній­ність робочих поз і рухів праці.
4. Соціально-психологічні фактори характеризують психологічний клімат, згуртованість колективу, характер відносин, соціально-економічні відносини.
Санітарно-гігієнічні фактори, діючи на організм людини, викликають у ньому пристосувальні функції, які спрямовані на виключення або зменшення руйнівної або небезпечної дії санітарно-гігієнічних факторів умов праці (метеоумов, освітлення, шуму тощо) і зберігання постійними характеристик життєдіяльності організму (температури, тиску тощо).
Гігієна праці вивчає вплив на здоров’я працюючих фізичних, хімічних, електротехнічних і електрофізичних факторів виробництва, а метою її є роз-роблення заходів, скерованих на запобігання профзахворюванням та поліп-шення умов праці. Розглянемо ці фактори.
3.2. МЕТЕОРОЛОГІЧНІ УМОВИ
ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА
Стан навколишнього середовища характеризується такими метеороло-гічними умовами: температурою, вологістю, тиском і швидкістю руху повітря. Розглянемо почергово кожну з цих умов.
Температура
Теплота може передаватися: теплопровідністю, конвекцією, випромінен-ням. У реальних умовах одночасно діють всі три види теплообміну, але для кожного виду існують свої закони здійснення.
Теплопровідність — передача теплової енергії за рахунок різниці темпе-ратур від однієї молекули до іншої, але в газах молекули не займають фіксо-ваного положення, а повільно змінюють своє місце, навіть якщо газ загалом є у стані спокою. Разом з ними і переноситься теплова енергія.
Конвекційний теплообмін — теплообмін у рідинах і газах, при якому тепло переноситься разом з масою речовини (макроскопічний рух), тобто між твердою речовиною і середовищем або в самому середовищі. Конвекція — природна, якщо здійснюється при вільному русі середовища за рахунок різниці густини холодної і гарячої її області і штучна — якщо рух середовища здійс-нюється за рахунок зовнішніх сил (вентилятора, насоса).
Випромінювальний теплообмін (радіаційний) — здатність випромінювати і поглинати теплову енергію твердими, рідкими і газоподібними речовинами.
Висока температура повітряного середовища негативно впливає на само-почуття працюючих, розслаблюючи організм, викликаючи втомленість, пере-грівання, потовиділення.
Терморегуляція організму — спроможність організму підтримувати нор-мальну температуру тіла за рахунок теплоутворення і тепловіддачі.
Робота в умовах пониженої температури повітря призводить до переохо-лодження тіла, що супроводжується виникненням простудних хвороб, а при довгочасній дії — до виникнення таких захворювань, як радикуліт, невралгія, ревматизм, бронхіт, запалення дихальних шляхів, оніміння м’язів рук.
Нормально проходять фізіологічні процеси в організмі людини лише тоді, коли тепло, яке виділяється організмом, безперервно виводиться в навколишнє середовище. Кількість тепла, яке виділяється людиною, головним чином, залежить від важкості роботи, що виконується, а також температурного режиму, в якому ця робота проводиться (табл. 3.1).
Таблиця 3.1
Кількість тепла і вологи, які виділяються однією людиною

 

Робота,
яка виконується

Тепло, Вт

Волога, г/м

повне

дійсне

при 10оС

при 15оС

при 10оС

при 35оС

при 10оС

при 15оС

У стані спокою

160

93

140

2

30

115

Фізична:
Легка

180

145

150

5

40

200

Середньої
Важкості

215

195

165

5

70

280

Важка

290

290

195

10

135

415

Вологість повітря впливає на терморегуляцію організму
Рух повітря сприяє збільшенню віддачі тепла з поверхні тіла шляхом конвекції, але є несприятливим фактором при низькій температурі.
Барометричний тиск — це єдиний з факторів виробничого середовища, який ми не можемо регулювати.
Параметри мікроклімату суттєво впливають на продуктивність праці і на травматизм.
Вплив температури повітря на середню продуктивність праці наведено графіком на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Вплив температури повітря
на продуктивність праці
3.3. НОРМУВАННЯ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ УМОВ
Державним стандартом (ДСН 3.3.6.042—99 і ГОСТ 12.1.005—88) вста-новлені оптимальні і допустимі метеорологічні умови для робочої зони вироб-ничих приміщень.
Оптимальні метеоумови — сукупність параметрів мікроклімату, які при дов-готривалій і систематичній дії на людину забезпечують зберігання норм функціо-нального і теплового стану організму без напруження функції терморегуляції.
Нормуються метеоумови залежно від періоду року, враховуючи катего­рію важкості робіт (табл. 3.2).
Таблиця 3.2
Норми оптимальних параметрів мікроклімату
в робочій зоні виробничих приміщень

 

Період року

Категорія
робіт

Температура
повітря,
оС

Відносна
вологість
повітря, %

Швидкість
руху повітря,
м/с

Холодний
Середньодобова
температура нижча за +10 оС

Іа
Іб
ІІа
ІІб
ІІІ

22—24
21—23
18—20
17—19
16—18

40—60
40—60
40—60
40—60
40—60

0,1
0,1
0,2
0,2
0,3

Теплий
Середньодобова
температура
+ 10 °С і вище

Іа
І6
IIа
IIб
III

23—25
22—24
21—23
20—22
18—20

40—60
40—60
40—60
40—60
40—60

0,1
0,2
0,3
0,3
0,4

У процесі роботи відбуваються втрати енергії, за величиною яких роботи поділяють на три категорії:
I — легкі роботи, для яких втрати енергії становлять до 174 Вт, або до  150 ккал/год і не потребують фізичних навантажень;
Іа — роботи, які виконуються сидячи і супроводжуються незначними фізичними навантаженнями (наприклад, професії сфери управління, збирання і монтаж радіоелектронних вузлів і приладів); втрати енергії становлять до     139 Вт, або 120 ккал/год;
Iб — роботи, які виконуються сидячи або пов’язані з ходінням і не супро-воджуються значним фізичним навантаженням; втрати енергії становлять від 140 до 174 Вт, або від 121 до 150 ккал/год (наприклад, оператори і обслугову-вальний персонал на підприємствах, контролери, майстри);
II — роботи середньої важкості, для яких втрати енергії становлять до 290 Вт, або 250 ккал/год і не потребують значних фізичних навантажень;
IIа — роботи, пов’язані з постійним ходінням, переміщенням дрібних (до 1 кг) виробів у положенні стоячи або сидячи й які потребують незначного фізичного навантаження (наприклад, механо­складальні цехи); втрати енергії становлять від 175 до 232 Вт, або від 151 до 200 ккал/год;
IIб — роботи, пов’язані з ходінням і переміщенням вантажів масою до  10 кг, які супроводжуються помірним фізичним навантаженням, а втрати енергії становлять до 290 Вт, або від 201 до 250 ккал/год (наприклад, металур-гійна промисловість, зварювальні цехи);
IIІ — важкі роботи, до яких належать роботи, пов’язані з постійним ходінням, пересуванням і перенесенням значних (більше 10 кг) вантажів і потребують значних фізичних навантажень, втрати енергії становлять більше 290 Вт, або 250 ккал/год.
Чим вища категорія роботи, яка виконується, тим більші навантаження на організм людини.
Для визначення відповідності стану повітряного середовища встановле-ним нормам необхідно визначити кожний з його параметрів кількісно.
Температуру вимірюють звичайними ртутними або спиртовими термометрами. У приміщеннях зі значними тепловиділеннями викори­стовують парний термометр, який складається з двох термометрів (зачорненого і посріб-леного). Для безперервної реєстрації температури навколишнього середовища застосовують самозаписувальний прилад — термограф. Температуру повітря вимірюють у декількох точках робочої зони на рівні 1,3—1,5 м від підлоги.
Відносна вологість повітря (відношення фактичного вмісту маси водяних парів, що містяться в 1 м3 повітря, до максимально можливого їх вмісту при даній температурі) визначається психрометром Августа (рис. 3.2, а, б), аспіра-ційним психрометром Ассмана (рис. 3.2, в).

                                      а                     б                          в
Рис. 3.2. Прилади для вимірювання вологості повітря:
а — психрометр Августа; б психрометр Августа в футлярі;
в — аспіраційний психрометр Ассмана
Для вимірювання швидкості руху повітря використовують крильчасті (0,3—0,5 м/с) і чашкові (1—20 м/с) анемометри (рис. 3.3, а, б), а для визначення малих швидкостей руху повітря (менше 0,5 м/с) — кататермометри (рис. 3.3, в, г) циліндричні і чашкові.
        
                             а                                           б                        в                 г
Рис. 3.3. Прилади для визначення швидкості руху повітря:
а — крильчастий анемометр; б — чашковий анемометр;
в — циліндричний кататермометр; г — чашковий кататермометр
3.4. ЗАСОБИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
НОРМАЛЬНИХ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ УМОВ
Найбільш ефективним заходом нормалізації мікроклімату є поперед-ження надходження надлишкового тепла (залишкової кількості явної теплоти, що надходить у приміщення при розрахункових параметрах зовнішнього повітря після здійснення всіх технологічних і будівельних заходів щодо їх зменшення) і вологи в повітря виробничих приміщень шляхом ізоляції на-грітого обладнання і комунікацій.
Крім цих засобів використовують: повітряні і водяні душі, екранування (відбивні і поглинальні екрани), вентиляцію, опалення, архітектурно-плану­вальні рішення, засоби індивідуального захисту, кондиціювання повітря.
3.5. ЗАХИСТ ВІД ДІЇ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН
НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ
Виробничий пил
Промисловий пил утворюється внаслідок різних технологічних процесів і поділяється за походженням на аерозоль дезінтеграції (утворюється при под­рібненні матеріалів) та аерозоль конденсації (утворюється внаслідок випарову-вання речовини з подальшою її конденсацією в повітрі).
За хімічним складом пил поділяється на:
— органічний — пил рослинного або тваринного походження;
— неорганічний — пил мінеральний, вугільний, скляний, кварцовий, гли-няний тощо;
— змішаний — суміш органічного і неорганічного пилу.
Залежно від якостей пил поділяється на токсичний і нетоксичний. Ток-сичний пил (з’єднання миш’яку, свинцю) при потраплянні в організм людини викликає отруєння. Нетоксичний пил призводить до захворювання легенів.
Дія пилу на організм людини залежить від його хімічного складу, дисперсності, форми частинок, розчинності, електростатичних властивостей, концентрації. Вирішальне значення має концентрація пилу, яка обмежується граничнодопустимою величиною.
Концентрації пилу, що перевищують граничнодопустимі норми, можуть спричинити захворювання органів дихання — пневмоконіоз (від алюмінієвого пилу — алюміноз, від цементного пилу — силікоз, від тальку — талькоз тощо).
Санітарні норми в Україні розробляють за принципом оцінки біологічної активності речовини або фактора, що нормується. Це означає, наприклад, що встановлюється те чи інше значення граничнодопустимої концентрації (ГДК) речовини за попередньою експериментальною роботою з моделювання дії цієї речовини на організм за допомогою лабораторних дослідів на тваринах.
Шкідливі речовини
Речовини, що мають здатність порушувати нормальну життєдіяльність організму і призводити до перехідних або стійких патологічних змін, нази-ваються отруйними.
Токсичні речовини або отрута, потрапляючи в організм, вступають у біо-хімічну взаємодію з тканинами і викликають його отруєння, яке може бути гострим (протягом доби) і хронічним. Певною мірою організм може проти-стояти дії шкідливих речовин, і на цій особливості організму основане норму-вання граничнодопустимих концентрацій (ГДК).
ГДК — граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робо­чої зони — це концентрації, які при щоденній роботі протягом 8 годин на день, або 40 годин на тиждень протягом всього робочого стажу не можуть викликати відхилення в стані здоров’я і не спричиняють наслідків для нащадків (мг/м3).
При вмісті в повітрі робочої зони кількох речовин односпрямованої дії для безпечної роботи необхідно дотримуватися такої вимоги:
,                         (3.1)
де Сі, С2, С3...Сп — концентрація відповідних шкідливих речовин в повітрі, мг/м3;
ГДК1, ГДК2,, ГДК3...ГДКп — граничнодопустимі концентрації відповідних шкідливих речовин, мг/м3.
ГДК шкідливих речовин у повітрі робочої зони нормуються в мг/м3 залежно від класу їх небезпеки.
Ступінь отруєння залежить від: 1) токсичних якостей речовин, що визна-чаються їх хімічною структурою; 2) кількості або концентрації; 3) часу дії;        4) стану людини; 5) шляху проникнення в організм.
Згідно з ГОСТом 12.1.007—76 і ДСЛ 336. 042—99 за ступенем дії на організм шкідливі речовини поділяють на чотири класи небезпеки:
1 — надзвичайно небезпечні з ГДК 0,1 мг/м3;
2 — високонебезпечні з ГДК = 0,1 —1,0 мг/м3;
3 — помірковано небезпечні з ГДК = 1,1—10 мг/м3;
4 — малонебезпечні з ГДК понад 10 мг/м3.
Клас небезпеки шкідливих речовин встановлюють залежно від норм показників, указаних у табл. 3.3.
Таблиця 3.3
Норми шкідливих речовин для класів небезпеки

 

Показник

Норми для класів небезпеки

1

2

3

4

Граничнодопустима концентрація
(ГДК) шкідливих речовин
у повітрі робочої зони, мг/м3

Середня смертельна доза
при введені в шлунок, мг/м3

Середня смертельна доза при
нанесенні на шкіру, мг/м3

Середня смертельна доза
в повітрі, мг/м3

Коефіцієнт можливості
інгаляційного отруєння (КМІО)
Зона хронічної дії

Зона гострої дії

менша за
0,1

 

менша за
15

менша за
100

менша за
500

більша за
300
більша за
10,0
менша за
6,0

0,1—1,0

 

15—150

 

100—500

 

500—5000

 

300—20

10,0—5,0

6,0—18,0

1,1—10

 

151—5000

 

501—2500

 

5001—50000

 

20—3

4,9—2,5

18,1—54,0

більша за
10

 

більша за
5000

більша за
2500

більша за
50000

менша за
3
менша за
2,5
менша за
54,0

Отруйні речовини добре розчиняються в біологічних середовищах, по-трапляють у кров і викликають порушення нормальної життєдіяльності. За фізіологічною дією шкідливі речовини поділяють на такі групи:
1) обпікаючі (кислоти, луги, гашене вапно, аміак);
2) подразнюючі — речовини, які викликають подразнення органів ди-хання (хлор, оксиди азоту, сірковий і сірчаний ангідрид, фосген тощо);
3) кров’яні — змінюють склад гемоглобіну та ферментів крові (чадний газ, бензол, толуол, сірководень, свинець);
4) нервові — викликають розлад нервової системи (бензин, сірководень, метиловий спирт);
5) ферментні — викликають такі зміни в організмі, внаслідок яких він стає нездатним до киснево-вуглекислого обміну, що веде до кисневого голо-дування (синильна кислота та її сполуки, ртуть, свинець);
7) печінкові — фосфор, хлоровані вуглеводні;
8) мутагени — вплив на генетичний апарат тканин (етіленамін, хлоровані вуглеводні, сполуки свинцю, ртуті);
9) алергени — змінюють реактивну здатність організму (сполуки нікелю, алкалоїди тощо);
10) канцерогени — сприяють виникненню пухлин (кам’яновугільна смола, ароматичні аміни тощо).
Склад повітря в робочій зоні необхідно систематично контролювати на вміст у ньому парів, газів і пилу. Періодичність контролю і місця відбору проб встановлюють з врахуванням місцевих умов, класу небезпеки шкідливих речо­вин, їх кількості, ступеня небезпеки ураження працюючих.
Для контролю за концентрацією шкідливих речовин у повітрі виробни­чих приміщень і робочих зон використовують такі методи:
— експрес-метод — з використанням колориметрії, в комплексі з га­зоаналізатором (рис. 3.4);
— лабораторний метод — за принципом відбору проб повітря в робочій зоні і проведення їх фізико-хімічного аналізу;
— метод безперервної автоматичної реєстрації — з використанням газо­аналізаторів і газосигналізаторів.

Рис. 3.4. Газоаналізатор УГ–2
3.6. ЗАХОДИ З БОРОТЬБИ ІЗ ЗАБРУДНЕННЯМ
ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ
Для запобігання професійним отруєнням і захворюванням вже під час проектування підприємств необхідно створити здорові умови праці.
Захист від дії шкідливих речовин містить комплекс технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-професійних заходів.
Загалом всі заходи з боротьби з забрудненням виробничих приміщень полягають у такому:
— організація технологічного процесу згідно з вимогами санітарних правил і норм охорони праці на відповідних виробництвах;
— удосконалення технологічного процесу і обладнання;
— заміна токсичних речовин на нетоксичні та шкідливих на нешкідливі;
— автоматизація, механізація, дистанційне управління;
— герметизація і теплоізоляція обладнання;
— організація місцевої і загальної вентиляції, кондиціювання;
— винесення робочих місць оператора до окремих приміщень;
— плановий контроль повітря робочої зони щодо вмісту шкідливих ре-човин, пилу та щодо метеоумов;
— механізоване переміщення сипких і пилових токсичних матеріалів у закритій тарі;
— санітарно-технічна пропаганда й інструктаж;
— додержання встановленого режиму роботи і відпочинку;
— застосування лікувально-профілактичних заходів (медогляди, ліку-вання, відпочинок тощо);
— застосування індивідуальних засобів захисту (респіраторів, проти-газів, окулярів, спецодягу).
Робота промислових підприємств не має негативно впливати на стан навколишнього середовища та має відповідати вимогам ГОСТ 17.00.02—76 “Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Основные положения”.
Засоби щодо охорони атмосферного повітря поділяються на активні і пасивні. До активних заходів належать технологічні удосконалення облад-нання, поліпшення складу палива і мастил, очистка викидів, до пасивних — спорудження висотних труб для викиду, утворення санітарно-захисних зон, архітектурно-планувальні заходи.
Початковим етапом розробки захисних заходів є оцінка стану повітряного середовища даної місцевості: клімат, роза вітрів, кількість опадів, радіація, біоло-гічна продуктивність рослин, промисловий потенціал, загазованість і запиленість.
За видами викидів підприємства поділяють на 4 групи:
перша — умовно чисті;
друга — виробництва з неприємним запахом;
третя — виробництва зі значним викидом нетоксичних та інертних газів;
четверта — виробництва зі значним викидом токсичних, канцерогенних і отруйних речовин.
Забруднене повітря характеризується разовими, середньодобовими, се-редньомісячними і середньорічними значеннями викидів, а залежно від типу і кількості їх всі підприємства поділяються на п’ять класів, для кожного з яких встановлено розмір санітарно-захисної зони (від 50 до 1000 м2) і вона, як пра-вило, має бути озеленена.
Для вловлення шкідливих речовин з атмосферного повітря використовують такі заходи: конденсація (стиснення і глибоке охолодження пароповітряної сумі-ші), абсорбція (фізичне або хімічне поглинання парів і газів з повітря), адсорбція (поглинання шкідливих речовин активованим вугіллям, силікогелем, алюмогелем тощо), каталітичне допалення (перетворює шкідливі речовини у двоокис вуглецю і воду), очищення у цілому ряді пиловловлювачів (циклонах, фільтрах, мокрих апаратах, електричних, акустичних і магнітних вловлювачах).
Повітря очищається від забруднень як при подачі зовнішнього повітря у приміщення, так і при видаленні його з нього.
3.7. ВЕНТИЛЯЦІЯ ТА ОПАЛЕННЯ
ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ.
ЗАСОБИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАХИСТУ
Системи вентиляції не тільки забезпечують нормальні метеорологічні пара-метри, але й створюють відповідний склад повітряного середовища за вмістом шкідливих домішок, забезпечуючи при цьому розрахунковий повітрообмін у приміщеннях.
За місцем дії вентиляція може бути місцева (локалізує і видаляє шкід-ливості з місць їх утворення і виділення) і загальна (забезпечує в робочій зоні приміщення умови, що відповідають санітарним нормам).
Вентиляція класифікується за такими ознаками:
— способом переміщення повітря: природна, штучна і суміщена;
— напрямком потоку повітря: припливна, витяжна і припливно-витяжна;
— місцем дії: загальнообмінна, місцева, комбінована.
Природна вентиляція здійснюється в результаті теплового і вітрового тисків. Тепловий тиск зумовлений різницею температур, тобто — густин внут-рішнього і зовнішнього повітря. Вітровий тиск зумовлений тим, що при дії вітру на споруди і будівлі з навітряного боку утворюється підвищений тиск, а з підвітряного — розрідження (рис. 3.5).

К= – 0,5

К= + 0,8

 
Рис. 3.5. Розподіл тисків за дії вітру на будівлю
Природна вентиляція буває:
— неорганізованою — коли повітря невизначеного об’єму надходить або викидається з приміщення, а повітрообмін залежить від напрямку і сили вітру, температури зовнішнього і внутрішнього повітря тощо, а здійснюється вона через нещільності у вікнах, дверях і перекриттях приміщень;
— організованою (аерацією) — коли в стінах будівель і споруд роблять отвори для надходження зовнішнього повітря, а на дахах або у верхній частині будови встановлюють спеціальні пристрої для видалення відпрацьованого повітря.
Необхідну площу приточних Fпр і витяжних Fваераційних отворів, які забезпечують необхідний повітрообмін, визначають за формулами:
                                       (3.2)
                                      (3.3)
де G— необхідна кількість (за масою) повітря, яке відповідно надходить або видаляється з приміщення, кг/год;g — прискорення вільного падіння,              (9,8 м/с2); γзовн γвитяжн — питома вага зовнішнього або витяжного повітря (кг/м3) визначається за формулою:
                                (3.4)
де t — температура повітря, при якій визначається питома вага , °С;  — коефіцієнти місцевого опору відповідно припливних і витяжних отворів, які визначаються за табл. 3.4:
Таблиця 3.4
Характеристика вентиляційних отворів
та величини коефіцієнтів місцевого опору


Стулка

Схема отвору

h/b

Кут відкривання отвору

15

30

45

60

90

 

Одинарна
верхньопідвісна

 

 

Одинарна
середньопідвісна

 

Подвійна
(обидві стулки
верхньопідвісні)

Аераційні ворота

0
0,5
1

 

0
1

 

 

0,5
1

_

30,8
20,6
16

 

59
45,3

 

 

30,8
14,8

_

9,2
6,9
5,7

 

13,6
11,1

 

 

9,8
4,9

_

5,2
4
3,7

 

6,6
5,2

 

 

5,2
3,8

_

3,5
3,2
3,1

 

3,2
3,2

 

 

3,5
3

_

2,6
2,6
2,6

 

2,7
2,4

 

 

2,4
2,4

2,4

 — втрати тиску на прохід повітря відповідно, через припливні і витяжні отвори (Па) визначають за формулами:
,                                    (3.5)
де  — частина різниці тисків, яка втрачається на прохід повітря через при-пливні отвори ( = 0,1—0,4);
 — різниця тисків, яку створює процес переміщення повітря через при-пливні та витяжні отвори (Па).
При розрахунку природної вентиляції визначають: кількість повітря, яке необхідно видалити з приміщення L, необхідну конструкцію газо-, паро-, пило-приймача; діаметр патрубка дефлектора — спеціальної насадки для збільшення природного тиску за рахунок енергії вітру.
Дія дефлектора основана на тому, що при обдуванні його вітром на поверхні насадки виникає розрідження, за рахунок якого у витяжному каналі збільшується тиск.

Рис. 3.6. Дефлектор ЦАГИ:
1— патрубок (витяжна труба);
2 — дифузор; З — зонт-ковпак;
4 — циліндр; 5 — конуснийщиток
Діаметр дефлектора визначають за формулою:
                                        (3.6)
де Lg — необхідна продуктивність дефлектора, м3/год;
Vg — швидкість руху повітря в патрубку дефлектора, що створюється вітром, який обдуває дефлектор зі швидкістю Vвіт вітру, для України;
Vg= 0,4 Vвіт.
Дефлектори ЦАГИ можна підбирати за графіками на рис.3.7.

                        а                                                          б

в
Рис. 3.7. Графіки для підбору дефлектора ЦАГИ:
а — при врахуванні теплового напору;
б — при врахуванні вітрового напору;
в — при врахуванні теплового та вітрового напорів
Графіки на рис. 3.7 складені при  v і l = 5 м. При значеннях  отримані за графіком діаметри необхідно помножити на поправ-ковий коефіцієнт k, який приймається:
при  = 1,0 – k = 1,06;
при  = 1,5 – k = 1,12;
при  = l,0 – fk = l,06.
Недоліком цього методу вентиляції є неможливість оброблення повітря (нагрівання, охолодження, очищення, зволоження), яке подається в приміщен-ня і викидається з нього.
У системах механічної вентиляції — повітря рухається за допомогою вентиляторів (осьових і відцентрових, рис. 3.8), а в деяких випадках — ежекторів.

                                       а                                              б
Рис. 3.8. Вентилятори:
а — осьовий; б — відцентровий
Вентиляція може бути припливною, витяжною і припливно-витяжною, при цьому повітря за необхідності може нагріватися, охолоджуватися, зволожу­ватися, очищатися. Ймовірні схеми механічної вентиляції наведені на рис. 3.9.
Вимоги з організації вентиляції регламентуються СНиП 2.04.05—91 (“Вентиляция,отопление и кондиционирование воздуха”). Кількість викидів під час технологічних процесів визначається спе-ціальними розрахунками, а також у довідниках з вентиляції.

Рис. 3.9. Монтажна схема припливно-витяжної вентиляції
1 — шахта для забирання повітря; 2 — калорифер;
З — припливний вентилятор; 4 —припливні повітроводи;
5, 6 — розведення повітря на робочі місця;
7 — витяжні повітроводи; 8 — витяжний вентилятор;
9 — циклон-пиловідділювач
До організаційних заходів із забезпечення нормального мікроклімату і складу повітряного середовища належить контроль за роботою обладнання шляхом технічних випробувань. Потім за графіком періодично перевіряється якість монтажу, продуктивність установки, а також метеорологічні параметри повітря, що надходить.
Повітрообмін у приміщеннях, де виділяється значна кількість тепла, розраховують так. Кількість повітря L (м3/год), яке необхідно вивести з виробничого приміщення, щоб разом з ним видалити надлишкове тепло Qнадл, визначають за формулою:
                                   (3.7)
де Сп — теплоємність повітря, ккал/кгтрад;
tвид, tп — відповідно, температура повітря, яке видаляємо з приміщення і подаємо до приміщення, °С;
     уп — густина повітря, кг/м3.
У свою чергу, надлишкове тепло — це різниця тепловиділень в примі-щенні і тепловіддачі в навколишнє середовище, тобто
 , ккал/год,                                      (3.8)
де Qп — кількість тепла, що надходить до приміщення, ккал/год;
Qвід — тепловіддача в навколишнє середовище через зовнішні огород-     ження, ккал/год.
Кількість тепла, що виділяється в приміщенні, залежить, в основному, від потужності обладнання, числа працюючих і тепла, яке вноситься в примі-щення сонячною радіацією через вікна:
, ккал/год,                                 (3.9)
деQоб — тепло, що виділяється обладнанням, ккал/год;
    Q л— тепло, що виділяється людьми, ккал/год;
    Qр — тепло, що вноситься сонячною радіацією, ккал/год.
Тепло, що виділяється виробничим обладнанням , визначають із співвідношення:
Qоб=860Робh, ккал/год;                                      (3.10)
де 860 — тепловий еквівалент 1 кВт·год, тобто тепло, еквівалентне видобутку       1 кВт·год електроенергії;
     Роб — потужність, що використовується обладнанням, кВт;
     h — коефіцієнт переходу тепла в приміщення, який досягає 95 %.
Для тепла, що виділяється людьми, існує відношення:
, ккал/год,                             (3.11)
де N — число працюючих;
    — дійсне тепло, ккал/год;
    — тепловиділення однієї людини при даній категорії робіт, ккал/год;
     — тепло, що втрачається на тепловиділення однієї людини, ккал/год.
У тих випадках, коли кількість працюючих невелика, значенням  мож-на знехтувати.
Тепловиділення через зовнішні огородження в навколишнє середовище QM для приміщень з високими надлишками тепла дорівнює приблизно кіль-кості тепла, що вноситься в приміщення сонячною радіацією через вікна.
Тепло, що вноситься сонячною радіацією, визначається з відношення:
, ккал/год,                                 (3.12)
де п — кількість вікон у приміщенні;
F — площа одного вікна (площа світлової поверхні), м2;
     — сонячна радіація через поверхню скла, тобто кількість тепла, що надходить за 1 год через скло площею в 1 м2 (визначають за табл. 3.5), ккал/год·м2.
Таблиця 3.5
Визначення коефіцієнта сонячної радіації


Характеристика

Кількість сонячної радіації, ккал/год-м2

Вікна з подвійним склом

Південь

Південний Схід Південний Захід

Схід і Захід

Північ, Північний Схід Північний Захід

35 45 55 65

35 45 55 65

35 45 55 65

35 45 55 65

Вікна з перетина-ми: дерев’яними
металевими

110 125 125 145

140 160 160 180

85 110 125 145

110 140 160 180

125 125 145 145

110 160 180 180

60 65 65 60

80 80 80 70

Ліхтар з метале-вим перетином

130 130 160 170

110 140 170 170

180 160 180 180

85 85 85 70

Системи вентиляції мають забезпечити встановлене для даного робочого приміщення значення кратності обміну повітря К, яке визначає, скільки разів протягом години повітря в приміщенні повністю змінюється:
,                                              (3.13)
де К— кратність повітрообміну, год–1;
Vn— об’єм приміщення, м3;
L— продуктивність вентиляційної системи, м3/год.
На підприємствах для орієнтовних розрахунків кратність повітрообміну К беруть: для малотоксичних речовин — 4—6, за наявності відкритих поверх-невих випаровувань — 8, для токсичних продуктів — 10—20 год–1.
Для виробничих приміщень, в яких виділяються шкідливі речовини, кількість повітря, яке необхідно видалити, визначають з виразу:
, м3/год,                          (3.14)
де q — кількість шкідливих речовин, що надходить у приміщення, мг/год;
Zвид — ГДК шкідливих речовин, що видаляються з приміщення, мг/м3;
Zн — ГДК шкідливих речовин у повітрі, що надходить до примі­щення, мг/м3.
Розраховують вентиляцію так:
— розробляють схему вентиляції, встановлюють довжину і конфігурацію всіх повітропроводів;
— залежно від продуктивності установки визначають переріз всіх повіт-ропроводів мережі (швидкість повітря в них визначається в межах 3—10 м/с);
— розраховується опір мережі ΔР (Па);
— вибирають вентилятор за необхідною кількістю повітря L і опором ме-режі ΔР за каталогами з аеродинамічних характеристик вентиляторів. Для вибраного типу вентилятора (номер його вказує на діаметр робочого колеса в дециметрах) на діаграмі знаходять потужність двигуна і вибирають його тип.
Місцева вентиляція, яка може бути припливною і витяжною, забезпечує вентиляцію безпосередньо з робочих місць.
Місцева припливна вентиляція організовує подачу припливного повітря зада­них параметрів (температури, вологості, швидкості руху) за допомогою повіт­ряних душів і завіс, а її використовують, в основному, для нормалізації умов праці при тепловому випроміненні працівників інтенсивністю 350 Дж/м2·с і більше.
Метеорологічні параметри на постійних робочих місцях, облаштованих душами, приймають за СН 4086—86, а параметри зовнішнього повітря — за СНиП 2.04.05—91.
Повітряні завіси призначені запобігати надходженню в приміщення хо-лодного зовнішнього повітря через двері або ворота (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Повітряна завіса воріт
Повітряна завіса створюється струменем повітря, що подається з вузької довгої щілини під деяким кутом назустріч потоку холодного повітря (збоку чи знизу воріт) і зблокована з воротами, при відкриванні яких автоматично пода-ється тепле повітря (рис. 3.11).

а                                   б                                        в
Рис. 3.11. Повітряно-теплові завіси:
а — з нижньою подачею повітря;
б — з боковою двосторонньою подачею повітря;
в — з боковою односторонньою подачею повітря
Місцеву витяжну вентиляцію встановлюють для вловлення і видалення шкідливостей безпосередньо з місць їх утворення, наприклад, з робочих місць, де проводиться паяння, промивання в бензині, нанесення лакофарбових покриттів тощо. Забруднене повітря видаляють за допомогою місцевих витяж­них зонтів, всмоктувальних панелей, витяжних шаф, бортових відсмоктувачів, які з’єднані з повітряпроводами, якими це повітря викидається в атмосферу.
Конструкція місцевого відсмоктувача повинна при мінімальній кількості вилученого повітря забезпечити максимальне вловлення шкідливих речовин і при цьому не бути громіздкою і заважати роботі.
Місцеві відсмоктувачі класифікують так:

Рис. 3.12. Класифікація місцевих відсмоктувачів
Витяжні зонти застосовуються для вловлення потоку шкідливих речовин, скерованого вгору, а саме джерело переміщується в горизонтальній і верти-кальній площинах (рис. 3.13).

             а                           б                          в                                          г
Рис. 3.13. Конструкція витяжних зонтів:
а, в — над тепловим джерелом; б — біля отвору печі;
г — над декількома джерелами однакової полярності
Всмоктувальні панелі встановлюють збоку від джерела на відстані не більшій за ширину джерела і довжиною в 1,2 рази більшою за довжину джере-ла в місцях, де більш повне укриття неможливе без порушення техпроцесу.

                          а                                         б                                                  в                 
Рис. 3.14. Схеми всмоктувальних панелей:
а — односторонньої; б — з екраном;
в — комбінованої з відсмоктувачем вбік та донизу
Бортові відсмоктувачі застосовують для вловлення шкідливих речовин з поверхні розчинів з ванн (гальванічних, травильних) та інших ємностей з токсичними речовинами (рис. 3.15).

             а                              б                                 в                                  г
Рис. 3.15. Схеми бортових відсмоктувачів:
а — однобортові; б — двобортові;
 в — бортовий з передувом; г — перегорнутий
Витяжні шафи — укриття всієї робочої поверхні з робочим отвором  (рис. 3.16).

           а                               б                               в                             г                               д
Рис. 3.16. Схеми витяжних шаф:
а — з верхнім відсмоктувачем; б — з нижнім відсмоктувачем;
в — з комбінованим відсмоктувачем;
г — з комбінованим відсмоктувачем і похилим робочим отвором;
д — шафа відкритого типу над столом і з відсмоктувачем “завиток”:
/ — дросель-клапан; 2 — вільний кінець тонкого металевого листа
для регулювання; 3 — люк; 4 — стіл; 5 — відсмоктувач “завиток”;
 6 — щілина, через яку засмоктується повітря;
7 — витяжний повітровід (показано умовно,
може бути скерований донизу); 8 — вітринне укриття
Кількість повітря в витяжній шафі визначають за формулою:
L = 3600uF м3/год,                                      (3.15)
де  — середня швидкість всмоктування в розрізі відкритого отвору шафи, м/с;
F — площа відкритого отвору шафи, м2.
Швидкість всмоктування повітря в приймальному отворі витяжних шаф і місцевої витяжки для деяких операцій галузі наведено в табл. 3.6.
Таблиця 3.6
Вибір швидкості всмоктування повітря місцевої витяжки


Назва операції

Основні шкідливі виділення

Швидкість всмоктування, м/с

1. Паяння свинцем
2. Паяння без свинцю
3. Робота з ртуттю без нагрівання
4. Промивання в бензині
5. Робота в лабораторних шафах

Аерозоль свинцю
Аерозоль металу
Пари ртуті
Пари бензину
Різні пари та гази

0,7—1,6
0,4—0,5
0,8—1,1
0,5—0,6
0,3—0,5

Швидкість всмоктування повітря в приймальному отворі зонта місцевої витяжки рекомендують приймати — 1,05—1,25 м/с для зонтів, відкритих з одного боку; 0,5—0,7 — для зонтів, відкритих з усіх боків.
Найбільш перспективним методом, що забезпечує чистоту і нормальний мікроклімат у приміщенні без викиду шкідливих речовин, є кондиціювання повітря (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Схема кондиціонера:
А — камера змішування по вітря; Б — промивна камера;
В — камера вторинного підігрівання;
1 — повітровідвід зовнішнього повітря;
 2 — повітровід рециркуляційногоповітря;
3 — фільтр; 4,7 — калорифери; 5 — форсунка;
6 — краплевідділювач; 8 — припливний повітропровід
Установка кондиціювання складається з трьох камер: в камері змішу-вання А рециркуляційне повітря (з приміщення) змішується в певному співвід-ношенні із зовнішнім, а в холодну пору року підігрівається калорифером пер-шого підігрівання; у промивній камері Б повітря очищується, зволожується і охолоджується (в теплу пору року) водою, що розпиляється форсунками; у камері вторинного підігрівання повітря, яке очищується, підігрівається, його відносна вологість знижується до заданої, після чого повітря вентилятором скеровується в повітровід.
Опалення приміщення буває центральним і місцевим.
Температура поверхні нагрівальних приладів не повинна перевищувати 130—150 °С, а при наявності органічного пилу — 11О—130 °С.
Засоби індивідуального захисту застосовують для забезпечення нормаль-них умов праці в тих випадках, коли загальнотехнічні заходи не забезпечують знешкодження всіх шкідливих факторів.
Тіло людини захищають за допомогою спецодягу, спецвзуття, головних уборів і рукавиць.
Для захисту очей від теплових випромінювань застосовують окуляри зі скла марки ТС–3 або для захисту від дії кислот, лугів, пилу — герметичні окуляри ПО–3 з резиновою напівмаскою.
Для захисту органів дихання застосовують респіратори і протигази. Респіратори бувають на протипилові і газові.
Протипилові типу Ф–62Ш застосовують при важких роботах і великих концентраціях пилу; типу У–2К — при роботі середньої важкості і середніх кон-центраціях пилу; типу “Лепесток” — для одноразового користування (рис. 3.18, а).
Газові респіратори типу РУ–60 призначені для захисту органів дихання при невеликих концентраціях у повітрі парів і газів (рис. 3.18, б, в, г). Протигази поділяють на:
― фільтрувальні — захищають органи дихання тільки від однієї отруй-ної речовини або групи речовин; вони мають особливе маркування і відріз-няються за кольором фільтрувальних коробок;
― ізолювальні шлангові (типу ПША) застосовують при високій кон-центрації отруйних речовин або при вмісті кисню в повітрі меншому за 16 %.

                               а                        б                           в                              г
Рис 3.18. Респіратори:
а – “Лепесток”; б – універсальний РУ–60; в – Ф–62Ш; г – У–2к
3.8. ОСВІТЛЕННЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ
3.8.1. Основні світлотехнічні характеристики,
нормування освітлення
Раціональне освітлення виробничих дільниць є одним з найважливіших факторів попередження травматизму і професійних захворювань. Правильно організоване освітлення створює комфортні умови праці, підвищує праце-здатність і продуктивність праці (рис. 3.19).
До аварійності і травматизму призводять лампи, що сліплять: їх блиск або тінь, пульсація світла, зміна кольорів навколишніх предметів, недостатня і над-мірна освітленість, неправильне спрямування світла. Недостатня освітленість при-зводить до напруження зору, послаблення уваги, втомлюваності, що може призвести до травматизму. Надлишок світла викликає осліплення, подразнення і різь в очах, що також веде до травматизму і профзахворювань. Неправильне спря-мування світла на робоче місце може створити різні тіні, бліки, дезорієнтувати працюючого і бути причиною нещасного випадку (рис. 3.20).

N

 
               Рис. 3.19. Залежність                         Рис. 3.20. Залежність гостроти
              продуктивності праці                               зору від освітлення фону
                  від освітленості
Світлові одиниці і визначення
Видиме випромінення — дільниця спектра електромагнітних коливань у діапазоні довжини хвиль від 380 до 770 нанометрів (нм), яке сприймається оком людини.
Інтенсивність енергії випромінення визначається світловим потоком (Ф) і вимірюється в люменах (лм).
Люмен ― світловий потік, що випромінюється рівномірним точковим дже-релом світла в 1 канделу (кд) в тілісному куті, який дорівнює 1 стеррадіану (лм).
Сила світла джерела (I) — світловий потік, який створюється джерелом в одиничному тілісному куті (ω):
, кандела.                                      (3.16)
Падаючи на поверхню площею S, світловий потік (Ф) створює її освітле-ність Е, яка визначається співвідношенням
,лк.                                          (3.17)
Освітленість являє собою поверхневу площу світлового потоку. Одиниця освітленості — люкс (лк) — це освітленість поверхні площею в 1 м2 світловим потоком в 1 лм.
Сприйняття людини, в основному, визначається яскравістю поверхні (В), яка являє собою відношення сили світла І, в даному напрямку до проекції освітленої поверхні S на площину, перпендикулярну тому ж напрямку:
 ,нт(ніт),                                    (3.18)
де  — кут між нормаллю до поверхні S і напрямком до ока.
Яскравість являє собою поверхневу густину сили світла і залежить від світлових якостей, ступеня освітленості поверхонь, від кута, під яким поверхня розглядається.
Світлові якості поверхонь характеризується коефіцієнтами відбиття (ρ), пропускання (τ) і поглинання (β). Ці коефіцієнти є безрозмірними і вимірюються у частках одиниць ( + = 1) або у відсотках:
                         (3.19)
де Фр, Фt, Фb — відповідно, відбитий, пропущений, поглинутий світловий потік, який пройшов через поверхню, лм;
      Ф — світловий потік, який падає на поверхню, лм.
Поверхні, яскравість яких однакова в усіх напрямках, називаються дифузними.

Стан функції зору, роботоздатність зорової системи людини визначають-ся такими показниками:
гострота зору — величина, обернено пропорційна найменшій відстані між двома точками, при якій вони бачаться окремо, і залежить від освітленості, контрасту між об’єктом і фоном, відстанню до об’єкта, що спостерігаємо (на рис. 3.19 наведено залежність гостроти зору від освітленості фону);
констраст (К) об’єкта спостереження і фону — різниця між їх яскравостями:
,                                     (3.20)
де  — відповідно, яскравість об’єкта і фону, кд/м2.
Оптимальна величина контрасту — 0,6—0,9. Контраст об’єкта з фоном вважається
— великим — при k > 0,5;
— середнім — при к = 0,2 + 0,5;
— малим — при к < 0,2.
швидкість розрізнення належить до тимчасових характеристик зоро-вого аналізатора — здатність очей швидко розрізняти об’єкти спостереження і безпеку роботи;
час ясного бачення — час, протягом якого око людини зберігає здатність ясно розрізняти об’єкт спостереження. При 3-годинній роботі час ясного бачення скорочується: при освітленості 50 лк — на 72 % від вихідної величини; при освітленості 75 лк — на 55 %, при освітленості 100 лк — на 26 %, при освітленості 200 лк — на 15 %;
осліпленість — зниження бачення при появі в полі зору осліплюваль­них блискучих джерел світла, визначається коефіцієнтом осліпленості:
,                                               (3.21)
де u1, u2 — видимість об’єкта спостереження відповідно за відсутності і за наявності блискучих джерел світла в полі зору;
критична частота мерехтінь (fкр) — мінімальна частота, за якої пере-ривчасте відображення сприймається як неперервне і залежить від яскравості об’єкта і його кутових розмірів (рис. 3.21);

Рис. 3.21. Залежність критичної частоти мерехтінь
від яскравості об’єкта
зорова адаптація — пристосованість до змінних рівнів освітленості (часті переходи від одних рівнів яскравості до інших призводять до розвитку зорової втоми через переадаптацію ока);
кольорове сприйняття — сприйняття спектрального складу світла впливає на психіку людини, викликаючи відчуття тепла (оранжево-червона частина спектра), спокою (жовто-зелені кольори), посилює гальмівні процеси (холодні поля в синьо-фіолетовій частині спектра).

Рис. 3.22. Класифікація видів виробничого освітлення
Аналіз дії світла на організм людини й основних якостей зорового сприй-мання дозволяє сформувати основні вимоги до виробничих приміщень, які полягають в забезпеченні достатньої освітленості робочих поверхонь, рівно-мірності розподілення яскравості, відсутності глибоких і різких тіней, постійної освітленості в часі.
У виробничому приміщенні використовують природне, штучне і змішане освітлення.
Природне освітлення (рис. 3.23) поділяється на: бокове (через світлові отвори в зовнішніх стінах), верхнє (через прозорі перекриття або через світлові ліхтарі), комбіноване (через світлові отвори в перекритті, світлові отвори в стінах або через прозорі перегородки).

Рис. 3.23. Криві розподілення світла
при різному природному освітленні приміщень:
а ― кутовому односторонньому;
б ― кутовому двосторонньому;
в ― верхньому
Природна освітленість залежить від пори року, часу дня, хмарності тощо, а також від стану самого приміщення. Тому прозорі перекриття і вікна необхідно протирати від пилу не рідше ніж 1 раз на 6 місяців, а в брудних, задимлених приміщеннях з пилом — не рідше ніж 1 раз на З місяці; непрозорі стелі покривають світлою олійною фарбою або крейдовою побілкою, що дає відбивання і розсіювання світла. Стіни приміщення залежно від роботи вироб-ничої ділянки також покривають світлими фарбами, що мають коефіцієнт відбиття 0,7—0,8. У місцях підвищеного виділення пилу очищувати вікна треба 1 раз на місяць.
Розрахунок і нормування природного освітлення (рис. 3.24) проводять за коефіцієнтом природного освітлення (КПО), вираженому у відсотках.

Рис. 3.24. Схема для визначення коефіцієнта
природної освітленості
Це — відношення освітленості у будь-якій точці всередині приміщення (Ев) до одночасно заміреної освітленості зовнішньої поверхні (Е3), що утворюється світлом відкритого небосхилу:
.                                          (3.22)
Величина КПО залежить від поясу світлового клімату даної місцевості і розряду зорової роботи. При верхньому, комбінованому освітленні КПО —  2—10 %, при боковому — 0,5—3,5 %.
Зорові роботи згідно зі СНиП ІІ—4—79 “Природное й искусственное освещение. Нормы проектирования” поділяються залежно від розміру об’єктів на розряди від І (розмір об’єкта менший за 0,15 мм) до VIII (розмір об’єкта більший за 10 мм) і залежно від фону і контрасту об’єкта з фоном — на підрозділи а, б, в, г.
Штучне освітлення застосовуєть у тих випадках, коли для створення комфортних умов праці або проходу людей, проїзду транспорту природного освітлення недостатньо або воно відсутнє (фотолабораторії, підвали, горища). Воно поділяється на загальне, місцеве (концен­трує світловий потік безпосе-редньо на робочому місці) і комбіноване (поєднання загального і місцевого).
Для освітлення виробничих приміщень використовують люмінесцентні лампи і лампи розжарювання. Найбільш поширені люміне­сцентні лампи, тому що спектральний склад їх світла найбільш близький до природного, вони в 2—3 рази економічніші, мають більший коефіцієнт корисної дії, не втрачають енергії на нагрівання (максимальна температура досягає 40—50 °С), світлова віддача в 2—4 рази більша ніж у ламп розжарювання. До їх недоліків слід віднести явище стробоскопічного ефекту (миготіння), якого можна уникнути, застосувавши схему дволампового вмикання або вмикання трьох ламп у різні фази трифазної мережі. Крім цього, люмінесцентні лампи при температурі, нижчій за 4—5 °С не вмикаються і мають складну систему вмикання (рис. 3.25).

Рис. 3.25. Схема під’єднання люмінесцентної лампи:
1 — циліндрична скляна трубка; 2 — шар люмінофору;
3 — стартер; 4 — інертний газ; 5 — вольфрамові електроди;
6 — контакти; 7 — баластний дросель
При виборі джерела світла необхідно звертати увагу на спектральний склад світла, який значно впливає на світловий комфорт людини. Бажано, щоб спектр штучного світла максимально наближався до спектра природного світла.
Допоміжним засобом визначення естетично приємного або неприємного освітлення є діаграма Кройтгофа (рис. 3.26). На цій діаграмі естетично приємне і природне освітлення визначається точкою перетину освітленості (лк) і темпе-ратури кольору (К) всередині зони, обмеженої кривими. Якщо точка перетину лежить не в цій зоні, то освітленість не є природною і змінює колір (зона 2) або стає холодною, і відчувається недостатня кількість світла (зона 3).

Рис. 3.26. Схема для визначення коефіцієнта
природної освітленості
Для більш ефективного використання світлового потоку і обмеження осліпленості лампи встановлюються в освітлювальній арматурі, яка в комп-лексі з лампою називається світильником.
Лампи розжарювання поділяються на вакуумні (В); газонаповнені (Г), в яких наповнювачем є суміш аргону і азоту; біспіральні (Б); криптоно­ві (К). У ламп розжарювання невелика світлова віддача (7—20 лм/Вт), коефіцієнт ко-рисної дії (10—13 %), строк служби (300—1000 год). Їх дозволяється засто-совувати там, де застосування люмінесцентних ламп може призвести до переш-код (наприклад, на приймальних радіостанціях), а також у приміщеннях з тим-часовим перебуванням людей (склади, допоміжні приміщення) для організації місцевого освітлення (столів, пультів, екранів, дисплеїв тощо).
ГОСТ 13828—74 класифікує світильники за групами залежно від того, яку частку світлового потоку світильника становить потік нижньої півсфери. Світильники належать до класу прямого світла (П), якщо ця частка більша за 80 %; переважно прямого світла (Н) — якщо вона становить 60—80 %; розсія-ного світла (Р) — 40—60 %; переважно відбитого світла (В) — 20—40 % і від-битого світла (О) — менше 20 %.
Цей же ГОСТ встановлює сім типів кривих світла (рис. 3.27): концентро-вана (К), глибока (Г), косинусна (Д), напівширока (Л), широка (Ш), рівномірна (М), синусоїдна (С). Для виробничих приміщень за необхідності створення освітленості в горизонтальній площині найбільш доцільні світильники прямого світла (П); у приміщенні із світлою стелею і стінами — переважно прямого світла (Н). Чим вище приміщення і більша нормована освітленість, тим більш концентровані криві світла повинні мати світильники. Для дуже високих приміщень найбільш вигідні світильники з концентрованою кривою (К), а при зменшенні висоти — з кривими Г і Д. У приміщеннях, де робочі поверхні знаходяться у вертикальних площинах, використовують світильники розсіяно-го світла (Р) з напівширокою (Л) або рівномірною (М) кривими силами світла. Якщо ж вертикально розміщені робочі поверхні знаходяться з одного боку від ряду світильників (наприклад, складальні конвеєри), необхідно вибирати сві-тильники із спеціальним одностороннім світлорозподіленням або встановлю-вати світильники з кривими типу Г або Д у нахиленому положенні.

Рис. 3.27. Типові криві сили світла згідно з ГОСТом 13828–74
Вибір типів світильників, їх взаємного розташування має базуватися на принципі створення достатньої освітленості на робочих місцях. Мінімальну освітленість робочих місць визначають залежно від точності виконання робіт, найменшого розміру об’єкта розпізнавання, контрасту об’єкта з фоном.
На підприємствах організовують аварійне освітлення, яке забезпечує виконання робіт при відімкненні робочого освітлення, а також безпечну евакуацію людей. Найменша освітленість робочих поверхонь для продовження роботи в аварійних умовах має становити 0,5 % нормативної освітленості при системі загального освітлення, але не менше ніж 2 лк; для евакуації людей з приміщення — не менше ніж 0,5 лк.
Аварійне освітлення повинно мати незалежну систему енергозабезпе-чення (різні підстанції, незалежні генератори, акумуляторні батареї) і вмика-тися автоматично або вручну. Світильники аварійного освітлення за своїми конструктивними даними повинні відрізнятися від світлового робочого освіт-лення або мати спеціальні позначки.
Для охоронного освітлення освітленість дорівнює 0,5 лк.
Евакуаційне освітлення передбачається у виробничих приміщеннях з числом працюючих більшим за 50.
3.8.2. Методи розрахунку систем освітлення
На підприємствах найбільш поширене бокове природне освітлення, осно-вою розрахунку якого є визначення розмірів світлових отворів за формулою (всі таблиці і рисунки наведені в додатку 1):
,                                       (3.23)
де So — площа світлових отворів, м2;
Sn— площа підлоги приміщення, м2;
eн — нормоване значення коефіцієнта природного освітлення (табл. 1.1);
    Кз — коефіцієнт запасу (приймається за табл. 1.2);
    η0 — світлова характеристика вікон (табл. 1.3);
    КБ — коефіцієнт, який враховує затемнення вікон будинками, які стоять навпроти (табл. 1.4).
τ0 — загальний коефіцієнт світлопроникнення, визначається за формулою:
τ0 = τ1 τ2 τ3 τ4 τ5,                                           (3.24)
де τ1, τ2, τ3 — коефіцієнти світлопропускання матеріалу вікна, виду вікна та його конструкції (табл. 1.5);
     τ4 — коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних конструкціях (табл.1.6);
     τ5 — коефіцієнт, який враховує втрати світла в захисній сітці під ліхтарем та дорівнює 0,9.
V1 — коефіцієнт, який враховує відбивання світла від поверхні (табл. 1.7).
Коли визначають площу світлових отворів S0 і вибирають стандартну площу вікон S1, знаходять кількість вікон пв за формулою:
,                                                (3.25)
Геометричний коефіцієнт природного освітлення, %, який враховує пря-ме світло небокраю, в будь-якій точці приміщення при боковому освітленні визначають за формулою:
G= 0,01n1 n2(3.26)
де п1 — кількість променів з графіка І, які проходять крізь світлові отвори в розрахункову точку на поперечному перерізі приміщення (рис. 1.1);
    п2 — кількість променів з графіка II, які проходять через світлові отвори в розрахункову точку на плані приміщення (рис. 1.2).
Кількість променів за графіками І та II розраховують у такій послідовності:
— графік I накладають на рисунок поперечного перерізу приміщення, центр графіка 0 повинен збігатись з розрахунковою точкою А, а нижня лінія графіка — зі слідом робочої поверхні (рис. 1.1);
— розраховують кількість променів п1, які проходять через точку С — середину отвору (рис. 1.1);
— графік II накладають на план приміщення так, щоб його вертикальна і горизонтальна осі, номери яких збігаються з номером напівкола з графіка І, проходили через точку С (рис. 1.2).
Штучне освітлення. Рівень освітленості на робочому місці визначають за розрядом і підрозрядом роботи, яка виконується. Розряд і підрозряд роботи, або величина об’єкта роботи визначають його контраст з фоном і освітленість останнього або рід і характер роботи, якщо немає необхідності в деталізуванні процесу роботи (табл. 1.8).
Усі роботи, які виконуються в промисловості, за СНиПом поділено на 8 розрядів. Перші шість розрядів належать до робіт, пов’язаних з визначенням деталей, тобто з урахуванням розмірів об’єкта.
Якщо об’єкт розташований не далі ніж 0,5 м від очей, розряд вибирають за мінімальною шириною. При віддаленні об’єкта більше як на метр — розряд вибирають, виходячи із співвідношення мінімальної ширини об’єкта до відстані до очей. Для робіт, де відстань об’єкта від ока становить 0,5—1 м, освітленість вибирають на ступінь вищою порівняно з нормою для робіт з об’єктами, розташованими ближче ніж за 0,5 м.
Кожний з перших п’яти розрядів розбитий на підрозділи а, б, в, г, які визначають значенням контрасту об’єкта зі своїм фоном і ясністю фону.
Освітленість робочих місць, яка створюється світильниками загального освітлення при системі комбінованого освітлення, повинна становити 10 % нормованої освітленості, але не менше ніж 150 лк для люмінісцентних ламп і 50 лк — для ламп розжарювання. Освітленість від світильників загального освітлення, більшу за 500 лк для ламп люмінесцентних і за 100 лк для ламп розжарювання можна створювати лише за наявності відповідних розрахунків.
Без природного освітлення норма загального освітлення в системі комбі-нованого підвищується до 20 %.
Норми освітленості робочих поверхонь у виробничих приміщеннях наве-дено у табл. 1.8.
Існують три методи розрахунку штучного освітлення: метод коефіцієнта використання світлового потоку, метод питомої потужності і точковий метод.
Метод коефіцієнта використання застосовують для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь за відсутності великих пред-метів, які їх затінюють. При цьому враховують як пряме, так і відбите світло.
Методом питомої потужності розраховують будь-які поверхні за будь-яким розподілом освітленості. Затінення, якщо вони існують, можуть бути вра-ховані, але відбиту частину світла не враховують.
Точковий метод розрахунку освітленості адміністративних будівель та приміщень використовують значно менше ніж визначення освітленості за допомогою коефіцієнта використання та його спрощених методів.
Метод коефіцієнта використання світлового потоку визначає світловий потік ламп, необхідний для досягнення заданої освітленості з урахуванням світла, відбитого від стін, стелі і робочої поверхні, тобто сумарний світловий потік ФΣ, лм:
%,                                      (3.27)
де Ен — нормована освітленість, лк (табл. 1.8);
S— площа приміщення, м2;
     К — коефіцієнт запасу (для ламп розжарювання — 1,3—1,7, а для люмініс-центних ламп — 1,5—2);
Z — коефіцієнт мінімальної освітленості, який дорівнює відношенню серед-ньої освітленості до мінімальної (1,1—1,2);
     η — коефіцієнт використання світлового потоку освітлювальної системи, який залежить від розподілу сили світла світильника, показника приміщення і коефіцієнтів відбиття потоку світла від стелі ρn, стін ρc, робочої поверхні            ρpn % (табл. 1.12, 1.13).
Показник приміщення:
,                                          (3.28)
де А — довжина приміщення, м;
    В — ширина приміщення, м;
H — висота підвішування світильника над робочою поверхнею, м.
Кількість ламп:
,                                                (3.29)
де Фл — світловий потік однієї лампи, лм (табл. 1.9, 1.10).
Якщо п не ціле число, то його потрібно заокруглити в більший бік для виконання умови:
ЕФ ≥ Ен·К,                                                (3.30)
де Еф — фактична освітленість, лк;
    Ен — нормована освітленість, лк (табл. 1.8);
    К — коефіцієнт запасу.
У світильнику може бути від однієї до декількох ламп рзжарювання і не менше двох люмінісцентних ламп із зміщенням за фазою вмикання (з метою усунення стробоскопічного ефекту).
Метод питомої потужності (ватт-метод) менш точний, ніж метод коефіці-єнта використання світлового потоку, тому що не враховує світло, яке відби-вається від поверхонь і тому використовується для орієнтовного розрахунку великих площ:
Р = РпS,                                                     (3.31)

де P — електрична потужність, Вт;
    Рп — питома потужність, Вт/м2 (вибирається залежно від висоти підвішування світильника і нормованої освітленості) (табл. 1.14, 1.15);
S — освітлювана площа, м2.
Вибирають джерела світла певної потужності (табл. 1.9, 1.10) і визна-чають кількість ламп:
,                                                       (3.32)
де Рл — потужність вибраної лампи.
Точковий метод використовують для розрахунку локалізованого освіт-лення та для перевіркових розрахунків освітленості в конкретних точках освітлювальної поверхні. Точковий метод дозволяє точно визначити освіт-леність, що створюється світловим потоком, відбитим від стін та стелі.
Чинні норми з освітлення містять як кількісні (величина мінімальної освіт-леності на робочій поверхні), так і якісні характеристики (показник дискомфорту, коефіцієнт пульсації освітленості), які важливі для створення нормальних умов праці. Вказані норми встановлюють мінімальну освітленість, яка повинна існувати у найвіддаленіших точках освітлюваної поверхні перед черговим чищенням сві-тильників. Довільне перевищення або заниження норм не допускається.
Нормоване значення штучного освітлення на робочих поверхнях для виробничих приміщень необхідно приймати за табл. 1.8, а для житлових при-міщень, громадських і допоміжних будівель — за табл. 1.16.
За наявності для даного об’єкта затверджених галузевих норм освітле-ності необхідно нами керуватися.
Освітленість робочої поверхні, яка створюється світильниками загального освітлення в системі комбінованого, має становити 10 % нормованої для комбіно-ваного освітлення тими джерелами світла, які використовуються для місцевого. освітлення При цьому найбільше і найменше значення освітленості для газороз­рядних ламп і ламп розжарювання становлять, відповідно, 500 (450) і 100 (50) лк.
3.9. ЗАХИСТ ВІД ВИРОБНИЧОГО ШУМУ,
ВІБРАЦІЙ, УЛЬТРАЗВУКУ
3.9.1. Характеристика шуму і вібрації
та їх дія на організм людини

Під шумом розуміють набір різноманітних звуків, які швидко змінюють-ся за частотою і силою і складаються з ряду гармонік. З фізичної точки зору звуки є механічними коливальними рухами частинок гнучкого середовища в діапазоні частот, які відчуває вухо. Звукові гармоніки поширюються у вигляді повітряних або гнучких хвиль.
Шум, що є загальнобіологічним подразником, діє не тільки на органи слуху, але може викликати порушення роботи серцево-судинної і нервової систем, професійні захворювання (рис. 3.28).

Рис. 3.28. Вплив шуму різної інтенсивності
на концентрацію уваги:
1 — до дії шуму; 2 — відразу ж після дії шуму;
3—5 — через 30, 60 і 120 хвилин після дії шуму
Основними характеристиками звукових коливань є інтенсивність (сила), частота і форма звукової хвилі.
Інтенсивність визначається енергією, що переноситься за 1 с звуковою хвилею крізь поверхню площею 1 м2, яка перпендикулярна до напрямку поши-рення звукової хвилі. Одиниця вимірювання — Вт/м2. Слух людини сприймає інтенсивність звуку в межах 10-12 – 102 Вт/м2
Інтенсивність звуку можна визначити через звуковий тиск, який являє собою різницю між миттєвим значенням тиску в даній точці середовища під час проходження крізь неї звукових хвиль і середнім значенням тиску, яке існує в тій же точці за відсутності звуку (Па). Діапазон тисків, що сприймає вухо людини, дуже широкий (2·10–5 Па — мінімальна межа, поріг чутливості і 2·102 Па — поріг больового відчуття, верхня межа), тому інтенсивність звуку подають у логарифмічних характе-ристиках, використовуючи при цьому параметр, який називають рівнем звуко-вого тиску — децибелом (ДБ) та визначають за формулою:
, дБ,                                            (3.33)
де Р — середньоквадратичне значення звукового тиску в точці виміру, Па;
P0 — порогове значення звукового тиску, яке дорівнює 2∙10-5 Па, або 10–12 Вт/м2.
Частоту звукових коливань вимірюють у герцах (Гц). Діапазон слухо­вого сприймання знаходиться у межах від 20 до 20000 Гц. У цьому діапазоні спектру мовлення людини відповідає частота 200—3500 Гц (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Слухове сприймання людини
Для оцінки дії звуку на людину весь частотний діапазон розбивають на окта-ви, які стандартизовані і становлять ряд 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц. Октави характеризуються середньогеометричним значенням частот; наприклад, октава 90—125 Гц визначається як октава з середньогео­метричною частотою 125 Гц. Частотний склад характеризується його спектром.
Спектр шуму — залежність рівнів звукового тиску від частоти. Розріз­няють спектри: вузькосмугові (дискретні), в яких окремі синусо­їдальні скла-дові розділені частотними проміжками без коливань і широкосмугові (суціль­ні), в яких є синусоїдальні складові, безперервно розподілені на шкалі частот і тональні, які утворюються окремими звуками, що мають фіксовані частоти. Дискретні спектри характерні для періодичних коливань, а суцільні — для коливань, що мають раптовий характер (неперіодичний). Спектр шуму пода­ється у вигляді таблиць або графічно.
За часовими характеристиками розрізняють постійні (середній рівень шуму за 8-годинний робочий день змінюється не більше як на 5 дБ) і непостійний шуми.
У свою чергу, непостійні шуми бувають коливальними (рівень звуку безперервно змінюється), безперервними (рівень звуку різко падає до рівня фонового) й імпульсними (складається з звукових сигналів тривалістю до 1 с і відрізняється від фону не менше ніж на 10 дБ).
Інтенсивність, частота і форма звукової хвилі є фізичними (об’єктив­ними) характеристиками звукових хвиль, за їх допомогою неможливо кількісно оцінити вплив звуку на людину.
Слухове відчуття характеризують параметри, які є суб’єктивними анало-гами фізичних величин, розглянутих вище. До таких аналогів належать: гуч-ність, висота і тембр звуку.
Гучність — сила слухового відчуття, яка залежить від звукового тиску і частоти звуку. Для порівняння між собою різних звуків за гучністю вико-ристовують поняття — рівень гучності, одиницею якого є фон, що чисельно дорівнює звуковому тиску в 1 дБ для чистого тону частотою в 1 кГц, що сприймається як однаковий за гучністю з даним звуком.
Для вимірювання шуму використовують шумоміри з відповідними фільт-рами і частотними аналізаторами, які дозволяють виміряти рівні звукового тиску шуму в октавних смугах, а також оцінити за шкалою “А” загальний рівень шуму, що називається рівнем звуку.
З розвитком промисловості на все більший контингент людей впливають вібрації, які являють собою механічні коливання, що передаються тілу людини.
Основні параметри вібрації — частота і амплітуда коливань, але на відмі-ну від шуму, коли енергія механічних коливань передається через повітряне середовище, під час вібрацій вона поширюється по тканинах організму.
За характером дії на організм людини вібрація може бути загальною (викликається струсом підлоги або динамічною дією двигунів і обладнання) і місцевою, або локальною (дія на певну ділянку тіла працюючих пневматичних інструментів тощо).
Характер дії вібрації при зміні амплітуди показано на рис. 3.30.
Для вимірювання вібрації використовують прилади, шкала яких граду-йована не в абсолютних величинах швидкості і прискорення, а у відносних — децибелах. За нуль при вимірах швидкості приймають 5—10–5 мм/с, при вимірах прискорення — 3—10–2 см/с2. Вимірювання проводять у межах октав з середньогеометричними частотами 2; 4; 8; 16; 63; 125; 250 Гц і вищими. Вібрація з частотою до 16—32 Гц — низькочастотна, з більшою частотою — високочастотна. Найбільш небезпечна вібрація частотою 16—250 Гц, дія якої призводить до вібраційної хвороби.

Рис. 3.30. Характер дії вібрації
при зміні амплітуди і частоти:
1 ― заважає нормальній роботі;
2 ― відчувається;
3 ― не сприймається
3.9.2. Нормування шуму і вібрації
Нормування шуму здійснюється згідно з “Санітарними нормами допус-тимих рівнів шуму на робочих місцях” № 3223—85, ВСП 601—84 “Нормы допустимого шума на предприятиях связи” і ГОСТ 12.1.003—86 “Шум. Общие требования безопасности”, а вібрацій — ГОСТ 12.1.012—88.
В Україні застосовується принцип нормування шуму на основі граничних спектрів (граничнодопустимих рівнів звукового тиску) в октавних смугах час-тот та еквівалентних рівнях звуку.
Допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, що дорівнюють шуму, та еквівалентні рівні шуму на робочих місцях для тонального та імпульс­ного шуму слід приймати на 5 дБ меншими за значення, що вказані у табл. 3.7.
Таблиця 3.7
Допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот.
Еквівалентні рівні звуку на робочих місцях

 

 


з/п

 

 

Вид трудової діяльності,
робоче місце

Рівні звукового тиску в дБ в октавних смугах
з середньогеометричними частотами, Гц

Рівні шуму та еквівалентні рівні

 

31,5

 

63

 

125

 

250

 

500

 

1000

 

2000

 

4000

 

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

Творча діяльність, керів-на робота з підвищиними вимогами, наукова діяль-ність, конструювання та проектування, програму-вання, викладання та нав-чання, лікарська діяль-ність: робочі містця у приміщеннях – дирекції, проектно-конструкторсь-ких бюро, розробників, програмістів обчислю-вальних машин у лабо-раторіях для теоретичних робіт та обробки даних, прийому хворих у мед-пунктах

 

 

 

 

86

 

 

 

 

71

 

 

 

 

61

 

 

 

 

54

 

 

 

 

49

 

 

 

 

45

 

 

 

 

42

 

 

 

 

40

 

 

 

 

38

 

 

 

 

50

Продовження табл. 3.7


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2

Висококваліфікована ро-бота, що вимагає зосе-редження, адміністра­тивно-керівна діяльність, вимірювальні та аналі-тичні роботи у лабора-торії: робочі місця в при-міщеннях цехового ке-рівного апарату, контор, лабораторій

 

 

93

 

 

79

 

 

70

 

 

63

 

 

58

 

 

55

 

 

52

 

 

50

 

 

49

 

 

60

3

Робота, що виконується за вказівками та акустич-ними сигналами, які час-то надходять, робота, що потребує постійного слу-хового контролю, опера-торська робота за точ-ним графіком з інструк-цією, диспетчерська ро-бота: робочі місця у при-міщеннях диспечерської служби, кабінетах та приміщеннях спостере-ження та дистанційного керування з мовним зв’язком за телефоном, друкарських бюро, на дільницях точного скла-дання, на телефонних та телеграфних станціях, у приміщеннях майстрів, у залах обробки інформа-ції на обчислювальних машинах без дисплея та у приміщеннях операто-рів-акустиків

 

 

 

 

 

 

96

 

 

 

 

 

 

83

 

 

 

 

 

 

74

 

 

 

 

 

 

68

 

 

 

 

 

 

63

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

57

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

 

 

54

 

 

 

 

 

 

65

4

Робота, що вимагає зосе-редження, робота з під-вищеними вимогами до процесів спостереження та дистанційного керу-вання виробничими цик-лами: робочі місця

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закінчення табл. 3.7


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

За пультами у кабінетах нагляду та дистанційного керування безмовного зв’язку телефоном; у при­міщеннях лабораторій з шумним устаткуванням, шумними агрегатами обчислювальних машин

 

 

103

 

 

91

 

 

83

 

 

77

 

 

73

 

 

70

 

 

68

 

 

66

 

 

64

 

 

75

5

Виконання всіх видів робіт (крім перелічених у п. 1—-4 та аналогіч­ним їм) на постійних робочих місцях у вироб­ничих приміщеннях та на території підприємств

 

 

107

 

 

95

 

 

87

 

 

82

 

 

78

 

 

75

 

 

73

 

 

71

 

 

69

 

 

80

Значення допустимих рівнів звуку на території житлової забудови подано в табл. 3.8.
Таблиця 3.8
Допустимі рівні звуку на території житлової забудови

 


з/п

Види території

Допустимі
рівні звуку
(дБА)

 

Час
доби

LAекв

LAмакс

1

2

 

3

4
5

Території, що безпосередньо прилягають до будівель лікарень, санаторіїв
Території, що безпосередньо прилягають до житлових будинків, поліклінік, амбулаторій, будинків відпочинку, пансіонатів, будинків-інтернатів, дитячих дошкільних закладів, шкіл та інших навчальних закладів, бібліотек
Території, що прилягають до будівель готелів та гуртожитків

Майданчики відпочинку на території лікарень та санаторіїв
Майданчики відпочинку на території мікрорайонів, груп житлових будинків, будинків відпочинку, пансіонатів, майданчиків дитячих дошкільних закладів, шкіл та інших навчальних закладів, будинків-інтернатів

45
35

55
45

60
50
35

45

60
50

70
60

75
65
50

60

вдень
вночі

вдень
вночі

вдень
вночі
вдень

вдень

Примітки: 1. Еквівалентні та максимальні рівні звуку в дБА для шуму, що створюється засобами автомобільного, залізничного, авіаційного транспорту в 2 м від огороджувальних конструкцій першого ешелону житлових будинків, готелів, гуртожитків, повернутих у бік магістральних вулиць загальноміського значення, залізниць, а також джерел авіаційного шуму, допускається приймати на 10 дБА вищими (поправка Δn ± 10 дБА) за вказані у позиціях 2 та 3.
2. Вдень — з 7 до 23 години, вночі — з 23 до 7 години.
Для шуму, утворюваного у приміщенні установками кондиціонування повітря, вентиляції та опалення, допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні шуму та еквівалентні рівні звукового тиску      на робочих місцях встановлюють на 5 дБ меншими, ніж фактичні рівні шуму в приміщенні, якщо останні не перевищують значень табл. 3.7. Поправка для тонального та імпульсного шуму при цьому не враховується.
Максимальний рівень шуму, що коливається в часі та переривається, не має перевищувати 110 дБА. Максимальний рівень для імпульсного шуму не має перевищувати 125 дБА.
Нормованою характеристикою непостійного шуму на робочих місцях є інтегральний критерій — еквівалентний (за енергією) рівень звуку в дБА. Еквівалентний рівень звуку LAекв в дБА даного непостійного шуму — рівень звуку постійного широкосмугового шуму, котрий має той же самий квадра-тичний звуковий тиск, що і даний непостійний шум протягом певного інтер-валу часу, що визначається за формулою:
 ,                               (3.34)
де РА(t) — точне значення середньоквадратичного звукового тиску з враху-ванням корекції А шумоміра, Па;
    Ро — вихідне значення звукового тиску (у повітрі Ро — 2 · 10-5 Па);
    Т — час дії шуму, год.
Граничнодопустимі рівні шумів санітарними нормами встановлені для кожного класу:
― для високочастотних шумів (вище 800 Гц) — 75—85 дБ;
― для середньочастотних шумів (300—800 Гц) — 85—90 дБ;
― для низькочастотних шумів (до 300 Гц) — 90—100 дБ.
У нормовані рівні шуму залежно від характеру шуму і тривалості дії вво-дяться поправки (табл. 3.9).
Таблиця 3.9
Поправки до допустимого рівня звукового тиску, дБ


Тривалість
дії шуму в зміну,
год

Характер шуму

широкосмуговий

тональний
або імпульсний

4
1,5
0,75
0,5
0,25

0
+5
+10
+15
+20

–5
0
+5
+10
+15

Граничнодопустимі величини вібрацій на робочих місцях у виробничих приміщеннях наведені в табл. 3.10.
Таблиця 3.10


Частота
вертикальних
і горизонтальних
вібрацій, Гц

Амплітуди при безперервній дії протягом робочого дня

Зміщення,
мм

Швидкість,
см/с

Прискорення
см/с2

0—3
3—5
5—8
8—15
15—30
30—50
50—75
75—100

0,6—0,4
0,4—0,15
0,15—0,05
0,05—0,03
0,03—0,009
0,009—0,007
0,007—0,005
0,005—0,003

0,12—0,76
0,76—0,16
0,16—0,25
0,25—0,28
0,28—0,17
0,17—0,22
0,22—0,23
0,23—0,19

22—14
14—15
15—13
13—27
27—32
32—70
70—112
12—120

Шумові явища мають властивість кумуляції: накопичуватися в організмі та все більше і більше пригнічувати нервову систему. Відомо, що після шу-мової дії інтенсивністю 120 дБ протягом 1 години потрібно 5 годин, щоб гострота слуху повернулася до норми.
Стабільні широкосмугові шуми, які перевищують граничний рівень, викликають зниження темпу, ефективності й якості роботи працюючих.
В основу гігієнічних норм покладено такі принципи:
— обмеження інтенсивності звукового тиску в межах октави. Сукупність цих граничних октавних рівнів називають граничним спектром і позначають рів-нем його звукового тиску на частоті 1000 Гц. Наприклад, ГС—90 означає, що даний граничний спектр має на частоті 1000 Гц рівень звукового тиску 90 дБ;
— врахування характеру шуму;
— врахування особливостей трудової діяльності.
3.9.3. Ультразвук
Ультразвук широко застосовують у технологічних процесах з частотою від 12000 до 22000 Гц.
Густина енергії (в одиниці об’єму) ультразвукових коливань у мільйони разів більша за густину звукової енергії звуків, що чуємо. Тому під його дією нагрівається тіло, а внаслідок дії коливань крізь рідкі і тверді середовища тканини руйнюються та розриваються.
Допустимі рівні звукового тиску на робочих місцях нормуються ГОСТом 12.1.001—83. За умови середньогеометричних частот триоктавних смуг 12,5; 16,0; 20,0; 25,0 КГц рівні звукового тиску мають бути не більшими за 80, 90, 100, 105 дБ відповідно.
Допустимі рівні звукового тиску на робочих місцях під час дії ультра­звуку в 1/3 октавних середньогеометричних частотах не повинні пере­вищувати значень, які наведені в табл. 3.11.
Таблиця 3.11
Допустимі рівні ультразвуку


Середньогеометричні частоти 1/3 октавних полос, кГц

12,5

16,0

20,0

26,0

31,5—100,0

Рівні звукового тиску, дБ

8,0

90

100

106

110

Допустимі рівні ультразвуку в місцях контакту частин тіла оператора з робочими поверхнями машин не повинні перевищувати 110 дБ.
За умови сумарної дії ультразвуку від 1 до 4 годин за зміну нормативне значення допускається збільшувати на 6 дБ, від 1/4 до 1 години — на 12 дБ, від 5 до 15 хвилин — на 18 дБ, від 1 до 5 хвилин — на 24 дБ.
Захист від ультразвуку, який діє крізь повітряне середовище, досягається звукоізоляцією установок (використовують листову сталь, дюралюміній, що обклеєний гумою або рубероїдом, гетінакс) або розміщенням їх в окремій звукоізолюючій кабіні.
Ультразвукові установки повинні мати блокування, яке відключає пере-творювач частоти в момент відкривання кришок або кожухів.
Захист від дії ультразвуку при контактній його дії полягає у прямому виключенні контакту працюючих з інструментами, рідиною або деталями, що обробляються.
3.9.4. Засоби захисту від шуму,
вібрації та ультразвуку
Для запобігання шкідливій дії шуму і вібрації на організм працюючих вживають технічні, організаційні і медико-профілактичні заходи.

Рис. 3.31. Засоби колективного захисту від шуму
на шляху його поширення
Одним з основних технічних заходів є зменшення в процесі проекту-вання, конструювання й експлуатації обладнання причин шуму і вібрації в самому джерелі утворення. Досягають цього раціональною конструкцією об-ладнання, заміною ударної дії механізмів і машин коливальною, з’єднанням елементів гнучкими зв’язками, врівноважуванням обертових частин механіз-мів, заміною металевих деталей пластмасовими, забезпеченням непогодження власних частот коливань механізму з частотою збуджувальної сили. Аеродина-мічний шум можна зменшити, застосовуючи глушники та повітроводи зі змінним перерізом. Шум трансформаторів (електромагнітний шум) знижується застосуванням листів заліза з малою магнітострикцією як складових серцевини.
Якщо неможливо ізолювати чи знизити шум і вібрацію в джерелі, потрібно:
― ізолювати джерело шуму або вібрації від навколишнього середовища засобами звуко- і віброізоляції;
― раціонально планувати виробничі приміщення, що мають інтенсивні джерела шуму;
― збільшувати звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення за допомогою звукопоглинальних покриттів.
Принцип роботи звукоізоляційних екранів оснований на відбиванні зву-кової хвилі від різних екранів, стін, кожухів обладнання. Агрегати-джерела шуму треба закривати звукоізоляційними кожухами з виведенням назовні органів керування та контрольних приладів. Послаблення повітряного шуму залежить від маси загороджувальних конструкцій, які розраховують так:
― для конструкцій масою Р ≤ 200 кгс/м2:
                                           (3.35)
― для конструкцій масою Р >200 кгс/м2:
                                              (3.36)
де І — звукоізоляція загороджувальної конструкції, дБ;
    Р — маса 1 м2 конструкції, кг.
Послаблення шуму кожухом, всі елементи якого однаково звуко­провідні:
,                                           (3.37)
де α — коефіцієнт звукопоглинання внутрішнього облицювання стінок кожуха.
Звукоізоляційні екрани виготовляють з металу, деревини, пластмаси та інших щільних матеріалів. Екрани зсередини облицьовують звуко­поглиналь-ними матеріалами (скловатою, пінополіуретаном), а за периметром кожуха — віброізоляційними підкладками (гума).
Вихідними даними для розрахунку необхідної звукоізоляції огородження є спектр шуму, який необхідно ізолювати, кількість огороджень, крізь які проходить шум, їх площа, акустичні характеристики приміщення. Для кожного огородження або його елемента (перегородка, стіни, двері, вікна тощо) значен-ня звукоізоляції (Rгр) визначають за такими формулами:
― якщо шум потрапляє з шумного в суміжне приміщення:
,                     (3.38)
де Lcep—середній октавний рівень звукового тиску в шумному приміщенні, дБ;
Ldon— допустимий рівень звукового тиску, дБ;
    Віз — постійна приміщення, суміжного з шумним у даній октавній смузі, що
залежить від об’єму приміщення, м2;
S1— площа огородження, м2;
    п — загальна кількість елементів конструкцій;
― якщо шум потрапляє в приміщення, яке ізолюємо, з навколишнього середовища:
,               (3.39)
де Lсум — сумарний октавний рівень звукового тиску від всіх джерел шуму в точках, розташованих у 2 м від даної конструкції огородження, дБ;
— якщо шум потрапляє з шумного приміщення в навколишнє середовище:
,              (3.40)
де r1 — відстань від конструкції, що випромінює шум, до розрахункової точки, м.
Наведеними формулами необхідно користуватись для орієнтовних розра­хунків у випадку відсутності шумових характеристик обладнання і машин.
За розрахованими значеннями необхідної звукової ізоляційної здатності огородження Кгр підбирають матеріал конструкції й огородження.
Принцип звукопоглинання оснований на явищі трансформації коливаль-ної енергії звуку в теплову через втрати при терті. Найбільші втрати при терті мають пористі, волокнисті і перфоровані матеріали: поролон, пемзолітові і де-ревоволокнисті плити тощо. Енергія звукової хвилі переходить у теплову енер-гію, причому ефект звукоізоляції збільшується з ростом частоти шуму. Звуко-поглинальними матеріалами оббивають стелі, стіни приміщень, в яких під­вищений рівень шуму.
Звукопоглинання — здатність огороджувальних конструкцій поглинати звук, який проходить крізь них. Їх звукоізоляційна здатність (R):
,                                               (3.14)
де Рпад, Рпр — звукова потужність, яка, відповідно, падає на загородження та пройшла крізь нього, Вт.
Щоби досягти високої звукоізоляції, найбільш доцільно застосовувати багатошарові загородження з м’якими прошарками (мінеральна вата тощо), що підвищує звукоізоляцію стіни з повітряним прошарком до 8 дБ.
Важливим технічним рішенням для забезпечення необхідних виробничих умов є вдосконалення ручних віброінструментів. Допускається максимальна вага віброінструмента 10 кг з максимальним навантаженням на нього 19 Н.
У конструкціях нових типів віброінструментів використовують віброгасін-ня, змінюють ударний вузол, проводять балансування частин, що обертаються.
Послаблення локальної вібрації і передачі вібрації на підлогу і сидіння досягають засобами віброізоляції і вібропоглинання, застосуванням пружинних і гумових амортизаторів, прокладок тощо. Для обмеження поширення вібрацій крізь ґрунт між фундаментом і ґрунтом залишають повітряні проміжки, які називають акустичними розривами.
В останні роки застосовують динамічні віброгасники, в яких створюють вібрації, однакові за частотою і протилежні за фазою вібрації для машини, яку необхідно захистити.
До організаційних заходів боротьби з шумом і вібрацією на виробництві належать: впровадження раціонального режиму праці і відпочинку, обмеження часу роботи з ручним інструментом, який створює вібрацію. У табл. 3.12 наведено сумарну тривалість дії вібрації ручних механізмів і робочих місць за зміну.
Таблиця 3.12
Сумарна тривалість дії вібрацій


Перевищення допустимих норм рівнів віброшвидкості в октавних смугах відносно санітарних норм, дБ

Тривалість вібрації за робочу зміну, с

ручні машини

робочі місця

0 (1 раз)
до 3 (1,41 раза)
до 6 (2 рази)
до 9 (2,8 раза)
до 12 (4 рази)

320
160
80
40
20

480
120
60
30
15

Комплекс заходів боротьби з шумом і вібрацією передбачає постійний контроль за фактичним станом шумової і вібраційної обстановки у виробничих приміщеннях і здоров’я працюючих.
За одночасної дії двох джерел з різними рівнями шуму сумарний рівень (L):
L=L1+ΔL дБ,                                            (3.42)
де L1— найбільше джерело шуму, дБ;
ΔL — поправка, яка визначається різницею тисків двох джерел, дБ. Ці по-правки наведено в табл. 3.13.
Таблиця 3.13


L1—L2, дБ

0

1

2

3

4

6

7

8

ΔL, дБ

3

2,5

2

1,8

1,5

1

0,8

0,6

Отже, можемо зробити висновки:
― боротьбу з шумом необхідно починати з найбільшого джерела шуму;
― за різниці шумів двох джерел до 7 дБ значенням джерела меншого шуму нехтують.
Глушники звуку застосовують для зменшення шуму від аеродинамічних установок (вентиляторів, пневмоінструментів, газотурбінних, дизельних, комп-ресорних установок). Розрізняють активні, які поглинають звукову енергію, що до них надходить, і реактивні, які відбивають цю енергію.
Активні глушники доцільно застосовувати для зниження шуму на частотах, для яких 0,5λ≤ (0,5...1), а реактивні — для тих, де 0,5 λ>, де λ — довжина звукової хвилі в повітрі, м; F — площа поперечного перетину повітропроводу, м2.
Потужні джерела шуму розміщують в окремих приміщеннях, які відда-лені від постійних робочих місць.
Ізоляційні кабіни або екрани застосовують як огородження робочих місць для зменшення шуму, який надходить ззовні.
Якщо не вдається зменшити рівень шуму і вібрації на робочому місці до нормативних значень, необхідно використовувати засоби індивідуального за-хисту: рукавиці, взуття, навушники, м’які шоломи, які знижують рівень звуко-вого тиску на 40—50 дБ.
Робота вібраційного, ударного і акустичного обладнання допускається тільки за наявності ефективних засобів шумопоглинання, за винятком періоду обстеження і виявлення стану виробу, що досліджуємо (не більше 5 хвилин). При цьому робітники забезпечуються індивідуальними засобами захисту.
Під час низькочастотної (нижчої за 20 Гц) дії вести безпосередній нагляд забо­ронено. Тоді застосовують оптичні або телевізійні засоби спостереження.
На шумопоглинальних огородженнях камер акустичної дії треба встанов-лювати блокування, яке виключає проникнення всередину камер при ввімк-нених джерелах акустичного шуму.

3.10. ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ПОЛЯ
НАДВИСОКИХ ЧАСТОТ (НВЧ)

3.10.1. Джерела випромінювання НВЧ та
їх дія на організм людини
Надвисокочастотні електровакуумні прилади (магнетрони, клістрони, лампи рухомої хвилі, лампи зворотної хвилі і т. д.) міліметрового, санти-метрового і дециметрового діапазону, які є джерелом НВЧ-енергії, поширені в радіоастрономії і зв’язку (телеметрії, радіолінійних і космічних системах зв’язку, телебаченні, радіоуправлінні). Для тих чи інших галузей застосування апаратури НВЧ використовують різні піддіапазони частот (табл. 3.14).
Таблиця 3.14
Діапазони радіохвиль і радіочастот


Поділ хвиль (назва і призначення)

Довжина
хвиль

Назва діапазону
відповідно
довжині хвилі

Частоти

Поділ частот за МККР

№ діа-пазо-ну

Назва і скорочення діапазону

Наддовгі хвилі (НДХ)

Довгі хвилі
(ДХ)

Середні хвилі
(СХ)

Короткі хвилі (КХ)

Ультракороткі
хвилі (УКХ)
0,1 мм – 10 м

 

 

 

 

 

Оптичні
інфрачервоні хвилі
Видиме світло

 

Оптичні ультра-
фіолетові хвилі

10—100 км

 

1—10 км

 

10—1000 м

 

10—100 м

 

1—10 м

0,1—1 м

 

1—10 см

 

1—10 мм

 

0,1—1,0 мм

2,5×10–4 –
0,1 мм

4×10–4—
2,5×10–4 мм

10–4—
4×10–4 мм

Міраметрові хвилі

Кілометрові
хвилі

Гектометрові
хвилі

Декаметрові
хвилі

Метрові хвилі

Дециметрові
хвилі

Сантиметрові
хвилі

Міліметрові
хвилі

Дециміліметрові хвилі

3—30 кГц

 

30—300 кГц

 

300—
3000 кГц

30—300 МГц

 

30—300 МГц

300—
3000 МГц

3—30 ГГц

 

30—300 ГГц

 

300—
3000 ГГц
3000—
4×105 Гц

4×105—
2,5×105 ГГц

2,5×105—
3×10 6 ГГц

4

 

5

 

6

 

7

 

8

9

 

10

 

11

 

12

 

Дуже низькі радіочастоти
(ДНЧ)
Низькі радіочастоти (НЧ)
Середні частоти
(СЧ)
Високі радіочастоти (ВЧ)
Дуже високі радіочастоти (ДВЧ)
Ультрависокі радіочастоти (УВЧ)

 

Надвисокі радіо-
частоти (НВЧ)
Граничновисокі
радіочастоти (ГВЧ)

За кордоном застосовують такий поділ на діапазони НВЧ: L(0,39—        1,55 ГГц); S(1,55—5,20 ГГц); R,LS(1,7—2,6ГГц); Н(3,95— 5,85 ГГц); С(5,85—8,20 ГГц); Х(5,2—11 ГГц); XN (5,40—8,20 ГГц); W, ХВ (7,02—10,1 ГГц); Ku,Y(12,4—18 ГГц).
Конструкцію установок НВЧ значною мірою визначають частоти елект-ромагнітних коливань, на яких вони працюють.
Під час експлуатації та випробовувань генераторів НВЧ-енергії джере-лом випромінювань є: генератор електромагнітних коливань, випромінювальні системи — антена або еквівалент антени, відкритий кінець хвилеводу. Крім того, випромінення НВЧ-енергії можуть проникати внаслідок нежорстких фланцевих з’єднань НВЧ-тракту, крізь хвилекоаксіальні переходи, через місця катодних виводів генеруючих приладів, конструктивні отвори в елементах хвильового тракту, крізь вікна агрегатів, установок і нещільні двері установок, де знаходяться джерела надвисокої енергії.
Сьогодні в різних галузях науки і техніки широко застосовують різні види електромагнітних випромінювань (ЕМП) (табл. 3.15).
Таблиця 3.15
Види електромагнітних випромінювань


Вид випромінювання

Довжина хвилі
або заряд частинок

Галузь застосування
та умови утворення

1

2

3

І. Радіохвилі:
ВЧ: довгі
середні
короткі

УВЧ

ЗВЧ: дециметрові
сантиметрові
міліметрові

 

10—3 км
3 км—100 м
100—10 м

10—1 м

1 м—10 см
10—1 см
1 см—1 мм

 

Промисловість: термічне оброблення металів і неметалів, радіомовлення, радіозв’язок, медицина

Радіомовлення, радіозв’язок, телеба-чення, медицина
Радіолокація, радіоастрономія, радіо-управління, зв’язок, телекомунікації

ІІ. Світлові і гранич-ні з ними промені:

Інфрачервоні

Видимі
ультрафіолетові

 

 

346—0,76 мкм

0,76—0,4 мкм
0,4—0,2 мкм

 

 

За наявності відкритого вогню, в со-нячному спектрі, плавлення металів
Штучне і природне освітлення
Зварювання, електроплавлення, сонячний спектр тощо

Продовження табл. 3.15


1

2

3

ІІІ. Лазерне
(монохроматичне)

Від ультрафіолето-вої до інфрачервоної області

Промисловість, зв’язок, наукові дослідження, медицина тощо

ІV. Іонізуюче:
рентгенівські,
гамма-промені

альфа-частинки
бета-частинки
позитрони
нейтрони

2×10–3—7,1×10–6 мкм
7,1×10–6—1,9×10–6 мкм

 

позитивний
негативний
позитивний

Промисловість, наукові дослідження, атомні електростанції, медицина тощо

 

Кожний тип випромінення має особливості фізичного характеру і біо-логічної дії.
Ступінь негативної дії електромагнітних полів НВЧ залежить від інтен-сивності опромінення, часу його дії, відстані до джерела, довжини хвилі дже-рела й індивідуальних особливостей людини.
Надвисока частотна енергія, яка потрапляє на поверхню тіла людини, част-ково відбивається, а частково поглинається поверхневими тканинами на глибину 2—3 см. Ступінь відбивання від поверхні тіла людини залежить від товщини жирового шару в ділянці, що опромінюється. Такі органи, як головний і спинний мозок мають незначний жировий шар, а очі зовсім його не мають, отже, ці органи зазнають найбільшого впливу надвисокої частотної енергії (НВЧ-енергії).
Довготривала і систематична дія НВЧ-енергії на працівників з інтенсив-ністю, що перевищує граничнодопустимі величини, призводить до функціональ-них змін в організмі, зокрема нервової і серцево-судинної системи: з’являється головний біль, дратівливість, порушується сон, гальмується пульс, підвищується тиск; при опроміненні очей можлива катаракта (помутніння кришталика ока).
Дія на організм людини НВЧ високої інтенсивності пов’язана в основно-му з тепловим ефектом і призводить до посиленого кровотоку в органах, що запобігає їх надлишковому перегріванню.
Біологічна активність електромагнітних полів (ЕМП) збільшується зі зменшенням довжини хвилі; найвища активність ЕМП — в області НВЧ.
Так, наприклад, у початковій фазі спостерігається підвищене збуд­ження, а потім зниження біоелектричної активності мозку, порушення умовно-рефлек-торної діяльності, погіршення роботи серцевого м’яза.
Функціональні порушення в ранній стадії, викликані біологічною дією електромагнітних полів, зникають, якщо виключити контакт з випроміненням або поліпшити умови праці.
Вивчаючи умови праці, гігієністи дійшли висновку, що робітники-роз­робники ЗВЧ-приладів і установок більшою мірою стикаються з мікрохвильовим опроміненням, що може викликати професійне захворювання.
3.10.2. Граничнодопустимі норми опромінювання
Для збереження здоров’я працюючих і попередження профзахворювань граничнодопустимі рівні (ГДР) напруженості і густини потоку енергії ЕМП регламентуються ГОСТом ССБТ 12.1.006—84 “Электромагнитные поля радио-частот. Общие требования безопасности”.
З метою запобігання профзахворюванням при роботі з генераторами НВЧ-енергії санітарними правилами визначено граничнодопустимі рівні опромінення надвисокочастотною енергією на робочих місцях. Електро­магнітне поле характе-ризується двома нерозривно пов’язаними складовими: електричною та магнітною.
Для дециметрових, сантиметрових і міліметрових хвиль НВЧ робоче міс-це, як правило, знаходиться в хвильовій зоні, тобто на відстані значно більшій від довжини хвилі, де електромагнітне поле вже сформоване і поширюється у вигляді хвилі. У цьому випадку дотримується суворе співвідношення між електричною і магнітною складовими поля. Тому в діапазоні НВЧ для кіль-кісної оцінки опромінення електромагнітними полями прийнято інтенсивність опромінення, яка виражається у величинах густини потоку середньої потуж-ності в просторі певної ділянки.
Усі високочастотні установки мають бути обладнані так, щоб на робочих місцях і в місцях ймовірного знаходження працюючих інтенсивність опромі-нення в діапазоні частот 60 кГц — 300 МГц не перевищувала таких гранич-нодопустимих значень.
1. За електричною складовою, В/м:
— 50 — для частот від 60 кГц до 3 МГц;
— 20 — для частот від 3 МГц до ЗО МГц;
— 10 — для частот від ЗО МГц до 50 МГц;
— 5 — для частот від 50 МГц до 300 МГц.
2. За магнітною складовою, А/м:
— 5 — для частот від 60 кГц до 1,5 МГц;
— 0,3 — для частот від ЗО МГц до 50 МГц.
У діапазоні частот 300 МГц — 300 ГГц ЕМП поширюються у вигляді рухомої хвилі, і в цьому випадку виконується чітке співвідношення елект-ричної і магнітної складової поля. Тому в цьому діапазоні для кількісної оцінки випромінення ЕМП прийнято інтенсивність опромінювання, яка виражена в величинах густини потоку енергії (ГПЕ) в просторі.
Граничнодопустиму густину потоку енергії на робочих місцях і в місцях ймовірного знаходження персоналу встановлюють, виходячи з допустимого значення енергетичного навантаження на організм і часу перебування.
Густина потоку потужності — це енергія, яка проходить в 1 с крізь 1 м2 поверхні і виміряється у ватах на квадратний метр (Вт/м2) або в мікроватах на квадратний сантиметр (мкВт/см2).
Граничнодопустимі рівні інтенсивності опромінювання НВЧ-енергією на робочих місцях такі:
— за інтенсивності опромінювання не вищої ніж 10 мкВт/см2 дозволя­ється працювати протягом всього робочого дня;
— за інтенсивності опромінювання від 10 до 100 мкВт/см2 дозволяється працювати не більше ніж 2 години на день;
— за інтенсивності опромінювання в межах 100—1000 мкВт/см2 дозволяється працювати не більше ніж 15—20 хвилин на день з умовою обов’язкового застосування індивідуальних засобів захисту (спецхалати, окуляри). Але в усіх випадках інтенсивність не має перевищувати 10 Вт/м2, а за наявності ще рентгенівського опромінення і високої температури (більшої за 28 °С) — 1 Вт/м2.
Густину потоку енергії (Вт/м2) розраховують за формулою:
                                                 (3.43)
де W — нормоване значення допустимого енергетичного навантаження на організм, яке дорівнює:
2Вт · л/м2(200 мкВт·л/см2) — для всіх випадків опромінювання, виключа­ючи опромінювання від антен, що обертаються і сканують;
20Вт · л/м2(2000 мкВт·л/см2) — для випадків опромінювання від антен, що обертаються і сканують;
     Т — час перебування в зоні опромінення, год.
Вказані допустимі величини не диференційовані за діапазонами довжини хвиль і належать однаковою мірою до міліметрових, сантиметрових і дециметро-вих діапазонів тому, що дослідження стану здоров’я працюючих не дали різко диференційованої клінічної картини залежно від дії мікрохвиль різного діапазону.
Крім того, кінцевий біологічний ефект при кожному діапазоні довжин хвиль (мм, см, дм), як правило, однаковий — реакція центральної нервової системи.
Санітарними нормами встановлено граничнодопустимі рівні: напруже-ності електричного поля (центральна складова ЕМП) за середньоквадратичним значенням і густини потоку енергії за середнім значенням залежно від частоти, довжини хвилі і режиму випромінювання (табл. 3.16).
Таблиця 3.16
Граничнодопустимі рівні електромагнітних полів


Метричний розподіл
діапазонів

Частоти

Довжина
хвиль

Гранично-
допустимі
рівні, В/м

Кілометрові хвилі
(низькі частоти)

 

30—300 кГц

 

10—1 км

 

25

Гектаметрові хвилі
(середні частоти)

 

0,3—3 МГц

 

1—0,1 км

 

15

Декаметрові хвилі
(високі частоти)

 

3—30 Мгц

 

100—10 м

31gl.
де l — довжина хвилі, м

Метрові хвилі
(надвисокі частоти НВЧ)

 

30—300 МГц

 

10—1 м

 

3

Граничнодопустимі рівні (ГДР) електромагнітних полів для радіозасобів телебачення нормуються окремо: для діапазону частот 48—1000 МГц:
                                          (3.44)
де ЕГДР — граничнодопустимий рівень напруженості електричної складової, В/м;
      f — несуча частота каналу зображення або супроводу, МГц.
Санітарними нормами встановлено обов’язкову періодичність перевірки рівня густини потоку енергії на робочих місцях, яка створюється НВЧ-джерелом. Заміри треба проводити один раз на два місяці, а також після кожного порушення захисного екранування установок НВЧ і при кожній зміні умов праці. Якщо в приміщенні проводяться роботи не на навантаження, а на випромінення у відкритий простір, то заміри необхідно проводити і в суміжних приміщеннях.
Заміри проводять за максимальної робочої потужності генератора НВЧ за винятком, коли робота генератора за максимальної потужності може призвести до неприпустимого опромінення працюючих (тоді заміри проводять за змен­шеної потужності генератора в N разів з подальшим перемноженням виміряної густини потоку потужності на N).
Для визначення густини потоку потужності необхідно знати ефективну поверхню вимірювальної антени, яка зв’язана з коефіцієнтом підсилення анте-ни співвідношенням:
,                                              (3.45)
де Sеф — ефективна поверхня антени, см2;
G — коефіцієнт підсилення антени;
    λ — довжина хвилі у відкритому просторі, см.
Тоді густина потоку енергії (Р) у вимірювальній антені з урахуванням загасання у високочастотному тракті:
                                          (3.46)
де Рсер — потужність, яка приймається антеною, мкВт;
kτ — коефіцієнт загасання.
У випадку, коли величина потоку потужності мала, атенюатор виключа-ється, і попередня формула має такий вигляд:
                                             (3.47)
де m — коефіцієнт корисної дії термісторної головки до вимірювача малої потужності (дається в паспорті приладу).
Методи розрахунку інтенсивності електромагнітного випромінення наве-дено в додатку 2.
3.10.3. Правила безпеки під час роботи
з установками НВЧ
В установках випробування, тренування НВЧ-приладів, а також під час експлуатації НВЧ-приладів, крім випромінення надвисокої енергії, працівники потрапляють під дію рентгенівського випромінення різного рівня, озону і окислів азоту, тому необхідно передбачити захист і від цих факторів.
Кожну установку НВЧ перед введенням в експлуатацію приймає комісія, яка затверджується головним інженером. Комісія оглядає установку, перевіряє її на відповідність вимогам техніки безпеки та перевіряє документацію:
― протокол вимірювання опору заземлення;
― протокол вимірювання опору ізоляції;
― протокол вимірювання рівня рентгенівських і НВЧ-випромінювань;
― планування встановлення обладнання, затверджене головним інжене-ром підприємства;
― інструкцію з ОП;
― наявність необхідних екранів та індивідуальних засобів захисту, їх
паспорти.
За відповідності установки, стенда, агрегату вимогам безпеки складають акт прийняття, яким обладнання допускається до експлуатації.
Персонал, який обслуговує установки НВЧ, має пройти спецкурс нав-чання безпечним методам праці з подальшою перевіркою знань спеціальною комісією з присвоєнням кваліфікаційної групи.
Перед допуском до обслуговування НВЧ-установок залежно від виду робіт працівники проходять інструктаж на робочому місці.
До роботи на установках НВЧ допускаються люди, не молодші за 18 років і після проходження медичного огляду.
Усі працівники 1 раз на рік проходять періодичні медогляди з обов’яз-ковим аналізом крові, оглядом невропатолога, терапевта й окуліста.
Працівники, які займаються регулюванням, налагодженням, випробу-ванням і обслуговуванням генераторів сантиметрового і дециметрового діапа-зону хвиль, вимірювальних генераторів при роботі з відкритими випроміню-вачами тих же діапазонів хвиль (від 1 до 100 см включно), користуються додатковою відпусткою (12 робочих днів). За інтенсивності опромінення від 0,5 до 10 мквт/см2, і більшої за 10 мквт/см2 встановлюється семигодинний робочий день і надається додаткова відпустка (12 робочих днів).
3.10.4. Захист від дії випромінювань
надвисоких частот
Під час експлуатації високочастотного обладнання всередині виробничих приміщень зниження напруженості електромагнітного випромінення досягають такими методами:
— захист часом — обмеження часу перебування людини в електромаг-нітному полі, яке залежить від інтенсивності опромінення або напруженості ЕМП (табл. 3.17).
Таблиця 3.17
Граничнодопустима напруженість електричної складової
поля промислової частоти


Напруженість електромагнітного поля, кВ/м

5

10

15

20

25

Допустимий час перебування, хв

тривалий

180

90

10

5

― захист відстанню застосовується при неможливості послабити інтен-сивність опромінення в заданій зоні іншими методами: збільшують віддаль між джерелом випромінювання і обслуговуючим персоналом (додаток 2);
― добре виконане екранування джерела і усунення нещільності у флан-цевих з’єднаннях, фідерів, зазорів у обшивці корпусів, нещільних електричних контактів;
― проведення дистанційного контролю й управління роботою переда-вачів з екранованого приміщення;
― засоби індивідуального захисту.
Залежно від типу джерела випромінювання, його потужності, характеру, технологічного процесу можна застосовувати один із вказаних методів або будь-яку їх комбінацію.
Розглянемо конкретно всі заходи захисту.
Випромінення безпосередньо від джерела при регулюванні, налагод-женні, випробуваннях генераторів НВЧ і передавальних установок зменшу-ється за допомогою поглиначів потужності (еквівалента антен). Енергія погли-нається еквівалентами антени в результаті загасання електромагнітної хвилі вздовж поверхні навантаження, а також в об’ємі самого навантаження. Роз-роблено типи поглиначів, які поглинають потужність випромінення від часток до сотень ватт. У табл. 3.18 наведено характеристики найбільш поширених у промисловості поглиначів.
Таблиця 3.18
Характеристика поглиначів


Марка
поглинача

Робочий
діапазон
частот,
МГц

Коефіцієнт
стоячої хвилі

Максимальна
потужність, що
поглинається,
Вт/год

Вхід

ЗИС—5
ЗИС—100
УАЕ—5
УАЕ—10
ЕИК—1—250
ЕАВ—1—250

52И—Е1

150—375
150—375
352—666
352—666
2500—3750
2500—3750

8600—9600

1,25
1,30
1,20
1,25
1,25
1,25

1,20

5
100
5
100
250
250

250

Коаксіальний 75 см
Коаксіальний 75 см
Коаксіальний 75 см
Коаксіальний 75 см
Коаксіальний 75 см
Хвилевідний 72х34 мм
Хвилевідний 22,9х10,2

Типові поглиначі мають ступеневу, конусоподібну або клиноподібну форму для забезпечення достатнього коефіцієнта стоячої хвилі.
У цих пристроях енергія поглинається розсіюванням в спеціальних заповнювачах, які готують з суміші графіту з цементом, піском, гумою; карбонального заліза з бокситом або керамікою і т. д.
Для великих і середніх значень потужності НВЧ-енергії застосовують водяні поглиначі. Крім вказаних поглиначів, для відведення енергії зас-тосовують відгалужувачі, помножувачі потужності, феритові вентилі, хви-левідні послаблювачі і т. д., які також дозволяють значно зменшити опро-мінювання робочих місць.
Джерела випромінювання екрануються за допомогою металевих суцільних або сітчастих екрануючих пристроїв, екранів з поглинальним покриттям. Форма, тип, розміри, матеріал екрануючого пристрою залежать від того, чи спостерігається безпосереднє випромінювання від джерела або “паразитне” (невикористане), напрямлене або ненапрямлене, безперервне або імпульсне та від величини потужності, що випромінюється.
Суцільні металеві екрани як відбивачі надійно екранують при будь-яких інтенсивностях НВЧ-полів і застосовуються тоді, коли відбивальні екрани не впливають на режим роботи випромінювача, наприклад, коли існують витоки через щілини, вікна, від катодних виводів магнетронів тощо. Враховуючи, що повне відбиття електромагнітної хвилі забезпечують матеріал з високою елект-ропровідністю (метали), суцільні екрани можна виготовляти з тонкої мета-левої фольги. Так, металевий екран завтовшки в 0,01 м послаблює поле НВЧ приблизно на 50 дБ, тобто в 100000 разів. Суцільні металеві екрани можуть використовуватися як захисні кожухи на НВЧ-прилади і на установки для замкнутих камер.
Якщо за технологічними причинами не можна застосувати суцільний екран, використовують сітчасті екрани, які послаблюють потужність до 1000 разів.
Для екранування камер, кабін, устаткування і приміщень застосовують прозоре скло, яке покривають відбивальним шаром — напівпровідниковим двоокисом олова (SnO2), що послаблює НВЧ-потужність у діапазоні довжини хвилі від 0,8 до 150 см на 30 дБ.
У виробничих приміщеннях, де застосовуються металеві екрани, бажано використовувати радіопоглинальні покриття для зменшення відбивання випро-мінювань НВЧ у простір і особливо на робочі місця. У табл. 3.19 наведено найбільш поширені радіопоглинальні матеріали.
Таблиця 3.19
Характеристики радіопоглинальних матеріалів


Назва
матеріалу

Тип,
марка

Робочий
діапазон, мм

Коефіцієнт
відбиття
металу

Послаблення
потужності, яка
проходить, %

Примітки

Резинові килимки

В2Ф-2
В2Ф-3
ВКФ-1

0,8—4

2

98

Гумові листи
з шипами висотою 8—10 см

Магнітоді-електричні
пластини

ХВ-0,8
ХВ-7,0
ХВ-3,2
ХВ-6,0
Хв-10,0

0,8—10

2

98

Вузькодіа-пазонний матеріал

Поглинальні
пластини на основі полі-стиролу

“Болото”

ВРПМ

0,8—100

3—100

1—2

98—99

 

98—99

 

Поглинальні пластини на основі дере-вини

“Луч”

1—500

1—3

97—99

 

Текстоліт графітований

№ 369-61

0,8—16

До 50

50—70

 

Фарба

НТСО
014-003

0,8—16

До 50

65—85

 

Найбільш поширеними є магнітодіелектричні пластини ХВ з пористої гуми, заповненої карбоніальним залізом із впресованою латунною сіткою, але вони вузькодіапазонні. Створення ж широко­діапазонного радіопоглинального матеріалу веде до збільшення товщини, що, в свою чергу, збільшує вагу матеріалу, а це створює незручності при проектуванні екрануючих засобів, кабін, камер тощо.
Робоче місце екранується біля джерела ширмами, щитами, шторами і      т. д. З боку випромінювального джерела з метою уникнення відбивання і роз-сіювання екран обов’язково покривають радіопоглинальним матеріалом.
Дозволяється джерело випромінювання розміщувати в екранованій камері, а пульт управління вивести назовні, або навпаки, якщо цього потребують умови роботи, зробити екрановану кабіну для персоналу, з внутрішнього боку покриту радіопоглинальними покриттями. Для екранування можна застосовувати також м’які екрани зі спеціальної тканини, які обов’язково заземлюються.
Індивідуальні засоби захисту:
— радіозахисні окуляри за інтенсивності опромінення більшої ніж        0,1 мвт/см2 зі скла, покритого відбивальною світлопрозорою плівкою напів-провідникового двоокису олова. Оправа виконана з пористої губчастої гуми і обклеєна металізованою тканиною;
— індивідуальні екрани з металізованих матеріалів;
— спеціальний захисний одяг виготовляється зі спеціальної тканини (арти-кул 4381) — тонкого ізольованого металевого дроту (0,5 мкм), скрученого з бавовняними нитками.
Бавовняні нитки заповнюють проміжки між металевими дротами і нада-ють тканині густини та еластичності. Тканина дає не менше ніж 25 дБ послаблення потужності в діапазоні 3—150 см.
3.10.5. Вимоги до виробничих приміщень
і технологічного процесу
Виробничі приміщення, де встановлені установки НВЧ-потужності, ма-ють задовольняти вимоги санітарних норм проектування виробничих підпри-ємств СН 245—71, а саме: роботи з налагодження, регулювання і випробо-вування установок НВЧ, а також їхня експлуатація повинна проводитися в окремих приміщеннях, де категорично забороняється розміщувати аналогічні установки. У цих приміщеннях забороняється знаходитися особам, які не пов’язані з їх обслуговуванням.
Діючі генератори і установки НВЧ з номінальною потужністю, більшою за 10 Вт, рекомендується розміщувати в приміщеннях з капітальними стінами, які покриті радіопоглинальними матеріалами. Залежно від потужності установок НВЧ вибирають таку товщину стін і перекриттів, щоби НВЧ-енергія не потрапляла в суміжні приміщення і від них було найменше відбиття. Наприклад, капітальна цегляна стіна будівлі завтовшки 70 см в трисантиметровому діапазоні дає послаб-лення потужності 21 дБ, в десятисантиметровому діапазоні — 16 дБ, масляна фарба відбиває до 30 % електромагнітних хвиль.
Установки більшої потужності та установки, які працюють на випро-мінювання, необхідно розміщувати в екранованих камерах з поглинальним по-криттям, а пульт управління їх має бути винесений за межі камери.
При обладнанні установок у загальних залах їх необхідно розміщувати так, щоб при можливому порушенні захисного екранування була виключена дія однієї установки на іншу, а також дія сумарної інтенсивності випромінювання на працівників.
При випробуваннях НВЧ-приладів малої потужності необхідні такі засоби захисту:
1. Вводити до складу лінії передач НВЧ від генератора до приладу, що випробовуємо, комплект змінних послаблювачів, які послаблюють потужність до величин:
— не більше за 200 мкВт — для дециметрового діапазону;
— не більше за 25—20 мкВт — для сантиметрового діапазону;
— не більше за 2 мкВт — для міліметрового діапазону.
2. При заміні приладів, що випробовуємо, без вимкнення генераторів НВЧ, вводити послаблювачі на повне послаблення потужності.
3. Усі випробовування приладів проводити в таких умовах, щоб густина потоку потужності на робочому місці не перевищувала граничнодопустимі рівні (ГДР).
При випробуванні НВЧ-приладів середньої і великої потужності необхідно дотримуватись таких засобів захисту:
— випробовування проводити за умови їх роботи при навантаженні, яке відповідає даній потужності;
— не знімати навантаження з лінії передач при працюючому генераторі;
— не слідкувати очима за катодом генератора НВЧ без захисних окулярів і шолома;
— не визначати наявності генерувальної потужності за тепловим впли-вом на руку;
— до початку роботи провести контрольне замірювання густини потоку потужності на можливих місцях витоку НВЧ-енергії і на робочому місці.
Майданчики для розміщення проектованих установок НВЧ-енергії необхідно вибирати з урахуванням потужності передавачів, спрямованості випромінювання, висоти розташування і конструктивних особливостей антен, рельєфу місцевості, функціонального призначення, прилеглих територій, висоти забудови для того, щоб рівні електромагнітних полів на території, призначеній для забудови, не перевищували граничнодопустимі рівні.
З метою захисту населення від впливу електромагнітних полів, які ство-рюють установки НВЧ-енергії, встановлюють санітарно-захисні зони і зони обмеження забудови.
Корпус установки з джерелом НВЧ-енергії має бути таким, щоб через нього не проходили випромінювання з інтенсивністю, більшою за ГДР.
Для антенних полів радіоцентрів складається карта напруженості елект-ромагнітних полів на антенному полі з позначенням місць, де напруженість не перевищує ГДР і де ставиться знак “Проходити тут”. Відповідальні посадові особи мають суворо слідкувати за часом перебування працівників у місцях, де існує електромагнітне випромінювання.