Нужна помощь в подборе?

Сферы применения

Ваша корзина пуста

Определение индекса тепловой нагрузки среды. Условия труда

Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника. (Трудовой кодекс Российской Федерации: от 30.12.2001 №197-ФЗ – В ред. от 01.12.2007 – Ст. 209).

Условия труда в соответствии с Гигиенической классификацией труда имеют следующую классификацию:

I класс – оптимальные условия труда;

II класс – допустимые условия труда;

III класс (1, 2, 3, 4-я степени) - вредные условия труда;

IV класс - опасные условия труда.

Классы условий труда по микроклимату определяются различными показателями в зависимости от периода года: холодный (зима) и теплый. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10°С и выше, холодный – ниже +10°С. Зимой для оценки микроклимата в производственном помещении необходимо измерять температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте. В этот же период на открытой территории и в холодных помещениях (холодильники, неотапливаемые склады и т.п.) достаточно измерить только температуру воздуха. В теплый период года различия между помещением и открытой территорией не делается.

Параметры микроклимата при оптимальном и допустимом классах условий труда могут оцениваться как по критериям производственных помещений в холодный период года, так и по индексу тепловой нагрузки среды ТНС-индексу или, как он еще называется, температурному индексу WBGT (Wet Body Global Temperature). ТНС-индекс - это эмпирический интегральный показатель (выраженный в °С), отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.

WBGT-индекс рассчитывается из уравнения:

1. при учете измерений вне помещений при солнечной нагрузке (или в помещении при тепловом излучении).

WBGT = 0,7 t_вл + 0,1 t_c + 0.2 t_ш

2. при учете измерений в помещении (при отсутствии теплового излучения) или снаружи без солнечной нагрузки.

WBGT = 0,7 t_вл + 0,3 t_ш

где t_вл , t_c , t_ш– соответственно температура влажного, сухого и шарового термометра.

Температура шарового термометра или, иными словами, температура внутри зачерненного шара измеряется термометром, который помещен в центр зачерненного полого шара; t_ш отражает влияние температуры воздуха, температуры поверхностей и скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95. Погрешность измерения температуры внутри шара не более ±0,5°С.

ТНС-индекс рекомендуется использовать для интегральной оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышает 0,6 м/с, а интенсивность теплового облучения - 1200 Вт/м².

В соответствии с ГОСТ Р ИСО 7243-2007 если параметры окружающей среды не имеют постоянного значения в пространстве, то индекс рекомендуется определять в трех положениях, соответствующих высоте головы, живота и лодыжек относительно земли. Если рабочий стоит, измерения следует выполнять на высоте 0,1; 1,1 и 1,7 м от пола; если сидит – 0,1; 0,6 и 1,1 м от пола.

Если анализ, проведенный до теплового перегрева в изучаемой точке, показал, что окружающая среда была фактически однородной (разнородность <5%), можно применить упрощенную процедуру, состоящую только в определении одного индекса WВGT на уровне живота.

Для быстрого определения индекса WBGT достаточно выполнить одно измерение на уровне, на котором тепловой перегрев будет максимальным. Использование такой процедуры приводит к переоценке теплового перегрева со смещением порога безопасности.

Оптимальные и допустимые микроклиматические условия

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 в рабочей зоне производственного помещения могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия — это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия — это такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности.

Категории работ, приведенные в указанных выше таблицах, принимаются по СанПип 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

Таблица 1.
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей,°С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22-24	21-25	60-40	0,1
	Iб (140-174)	21-23	20-24	60-40	0,1
	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
	IIб (233-290)	17-19	16-20	60-40	0,2
	III (более 290)	16-18	15-19	60-40	0,3
Теплый	Iа (до 139)	23-25	22-26	60-40	0,1
	Iб (140-174)	22-24	21-25	60-40	0,1
	IIа (175-232)	20-22	19-23	60-40	0,2
	IIб (233-290)	19-21	18-22	60-40	0,2
	III (более 290)	18-20	17-21	60-40	0,3

Таблица 2.

Допустимые величины показателей микроклимата

на рабочих местах производственных помещений

Период	Категория	Температура воздуха, °С		Температура	Относительная	Скорость движения воздуха, м/с
года	работ по уровню энергозатрат, Вт	диапазон ниже оптимальных величин	диапазон выше оптимальных величин	поверхностей, °С	влажность воздуха, %	для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более	для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин, не более**
Холодный	Iа (до 139)	20,0-21,9	24,1-25,0	19,0-26,0	15-75*	0,1	0,1
	Iб (140-174)	19,0-20,9	23,1-24,0	18,0-25,0	15-75	0,1	0,2
	IIа (175-232)	17,0-18,9	21,1-23,0	16,0-24,0	15-75	0,1	0,3
	IIб (233-290)	15,0-16,9	19,1-22,0	14,0-23,0	15-75	0,2	0,4
	III (более 290)	13,0-15,9	18,1-21,0	12,0-22,0	15-75	0,2	0,4
Теплый	Iа (до 139)	21,0-22,9	25,1-28,0	20,0-29,0	15-75*	0,1	0,2
	Iб (140-174)	20,0-21,9	24,1-28,0	19,0-29,0	15-75*	0,1	0,3
	IIа (175-232)	18,0-19,9	22,1-27,0	17,0-28,0	15-75*	0,1	0,4
	IIб (233-290)	16,0-18,9	21,1-27,0	15,0-28,0	15-75*	0,2	0,5
	III (более 290)	15,0-17,9	20,1-26,0	14,0-27,0	15-75*	0,2	0,5

*При температурах воздуха 25°С и выше максимальные величины относительной влажности воздуха должны приниматься в соответствии с требованиями п. 6.5.

**При температурах воздуха 26-28 °С скорость движения воздуха в теплый период года должна приниматься в соответствии с требованиями п. 6.6.

Категории работ

В соответствии со СанПип 2.2.4.548-96. “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений” категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт):

· К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

· К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).

· К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).

· К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

· К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Нормирование параметров микроклимата производственных помещений

В соответствии с классификацией условий труда по показателям микроклимата различают нагревающий и охлаждающий микроклимат.

Под нагревающим микроклиматом понимают сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (> 0,87 кДж/кг) и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота (> 30%) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко).

Для оценки нагревающего микроклимата в помещении (вне зависимости от периода года), а также на открытой территории в теплый период года используется интегральный показатель - тепловая нагрузка среды (ТНС-индекс).

В таблице приведены величины ТНС-индекса применительно к человеку, одетому в комплект легкой летней одежды с теплоизоляцией 0,5 - 0,8 кло (1 кло = 0,155 0С-м²/Вт)

Таблица 3.

Классы условий труда по показателю ТНС-индекса (°С)

для производственных помещений с нагревающим микроклиматом

независимо от периода года и открытых территорий в теплый период года

Категория работ*	Общие энерготраты, Вт/м2	Класс условий труда
		Оптимальный	Допустимый	Вредный					Опасный
				1 степени	2 степени	3 степени	4 степени	(экстремальн.)
		1	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
1 а	68 (58-77)	22,2 – 26,4		26,5-26,6	26,7-27,4	27,5-28,6	28,7-31,0	> 31,0
1 б	88 (78-97)	21,5 – 25,8		25,9-26,1	26,2-26,9	27,0-27,9	28,0-30,3	> 30,3
II а	113 (98-129)	20,5 – 25,8		25,2-25,5	25,6-26,2	26,3-27,3	27,4-29,9	> 29,9
II б	145(130-160)	19,5 – 23,9		24,0-24,2	24,3-25,0	25,1-26,4	26,5-29,1	> 29,1
III	177(161-193)	18,0-21,8		21,9-22,2	22,3-23,4	23,5-25,7	25,8-27,9	> 27,9

* В соответствии с приложением 1 к СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» или по формуле Q =4хЧСС-255, где:

Q – общие энерготраты, Вт/м2;

ЧСС - среднесменная частота сердечных сокращений, определяемая как средневзвешенная величина с учетом времени, затраченного на выполнение различного вида работ и отдых.

Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (< 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры «ядра» и/или «оболочки» тела (температура «ядра» и «оболочки» тела - соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).

Класс условий труда при работе в производственных помещениях с охлаждающим микроклиматом (при отсутствии теплового облучения) определяется по таблице применительно к работающим, одетым в комплект «обычной одежды» с теплоизоляцией 1 кло.

Таблица 4.

Классы условий труда по показателю ТНС-индекса (°С, нижняя граница)

при работе в производственных помещениях с охлаждающим микроклиматом независимо от периода года

Категория работ*	Общие энерготраты, Вт /м2	Класс условий труда
		Оптимальный	Допустимый	Вредный**				Опасный (экстрем.)
		Оптимальный	Допустимый	1 степени	2 степени	3 степени	4 степени	Опасный (экстрем.)
		1	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
I а	68(58-77)	по СанПиН*	по СанПиН *	18	16	14	12
I б	88(78-97)	по СанПиН *	по СанПиН *	17	15	13	11
П а	113(98-129)	по СанПиН *	по СанПиН *	14	12	10	8
П б	145(130-160)	по СанПиН *	по СанПиН *	13	11	9	7
Ш	177(161-193)	по СанПиН *	по СанПиН *	12	10	8	6

*В соответствии с приложением 1 к СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» или формуле.

**Применительно к 3-у классу условий труда приведена температура воздуха,^оС.

Примечание: При увеличении скорости движения воздуха на 0,1 м/с от оптимальной (по СанПиН «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений») температура воздуха должна быть увеличена на 0,2 °С.

Определение индекса тепловой нагрузки среды

1. Используемые контрольно-измерительные приборы

Расчет ТНС - индекса (индекса тепловой нагрузки среды), а также измерение и регистрация относительной влажности и температуры воздуха может производиться при помощи портативного термогигрометра ИВТМ-7К3 с преобразователем ИПВТ-03М-09 (шарового термометра).

Назначение прибора:

Термогигрометр предназначен для непрерывного (круглосуточного) измерения и регистрации относительной влажности и температуры воздуха и/или других неагрессивных газов.

Термогигрометр может применяться в различных технологических процессах в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве, медицине, научных исследованиях, гидрометеорологии и других отраслях хозяйства.

Достоинства прибора:

· малые габаритные размеры и вес прибора;

· возможность измерять не только температуру внутри черного шара и снаружи, но и относительную влажность воздуха в помещениях и вне их;

· взаимозаменяемость первичных преобразователей;

· возможность пересчёта значений различных единиц влажности (% -> °Ст.р., ppm, г/м3, °Св.т.);

· возможность регистрации данных, встроенная память на 10 000 измерений;

· интерфейс связи с ПК - RS232;

· световая и звуковая сигнализация по 2-м порогам влажности и температуры;

· зонд может крепиться на корпусе прибора или соединяться с ним кабелем длиной 1 м (возможно удаление до 1000 м);

· предусмотрена возможность крепления на стене.

Принцип действия приборов серии ИВТМ-7:

Измерение относительной влажности производится с помощью сорбционно-емкостного сенсора. Принцип работы сенсора основан на зависимости диэлектрической проницаемости влагочувствительного слоя от влажности окружающей среды. В качестве влагочувствительного слоя использован полимерный материал. Для измерения температуры используется платиновый термометр сопротивления. Кроме основной функции – измерения температуры платиновый термометр задействован в системе компенсации изменений показаний влажности при различных температурах.

Сенсоры относительной влажности и температуры установлены на конце зонда и закрыты металлическим или фторопластовым колпачком, обеспечивающим защиту их от механических повреждений и в то же время свободный доступ анализируемой среды.

Приборы серии ИВТМ-7 внесены в Государственный реестр средств измерений РФ, а также в Государственный реестр Республики Казахстан.

Сертификаты

Межповерочный интервал – 1 год.

В комплект поставки прибора для измерения индекса тепловой нагрузки среды входят:

1. Измерительный блок ИВТМ-7К3.

2. Преобразователь ИПВТ-03М-09 предназначен для измерения температуры в черной сфере (для определения индекса тепловой нагрузки среды - ТНС).

Корпус преобразователя не должен нагреваться выше +60 °С.

Поставляется в комплекте с черной сферой (черным шаром). По желанию Заказчика, поставляется стойка под шар.

Диапазон измерения:

температуры - от -45 до +120°С

относительной влажности - от 0 до 99%

Габаритные размеры, мм:

- преобразователя: 200х20х15;

- черной сферы: Ø94.

3. Черный шар.

4. Стойка под шар.

5. Упаковочный чехол (длинный).

Подготовка прибора к работе

1. Извлечь прибор из упаковочной тары. Если прибор внесен в теплое помещение из холодного, необходимо дать прибору прогреться до комнатной температуры в течение 2-х часов.

2. Установить элементы питания в батарейный отсек или подключить к прибору сетевой адаптер.

3. Соединить измерительный блок и первичный преобразователь соединительным кабелем. В случае если анализируемая среда предполагает содержание механической пыли, паров масла, принять меры по их устранению.

4. Включить прибор коротким нажатием кнопки ВЫБОР.

5. При включении прибора осуществляется самотестирование прибора в течение 5 секунд. При наличии неисправностей прибор индицирует сообщение об ошибке. После успешного тестирования и завершения загрузки на индикаторе отображаются текущие значения влажности или температуры. Расшифровка неисправностей тестирования и других ошибок в работе прибора приведено в разделе 6.

6. После использования прибора выключить его коротким нажатием кнопки ВЫБОР.

При эксплуатации прибора его функционирование осуществляется в одном из режимов: РАБОТА или Настройка. После включения и самодиагностики прибор переходит в режим РАБОТА.

Режим работа является основным эксплуатационным режимом. В данном режиме прибор производит периодический опрос (раз в секунду) преобразователя влажности, ведет регистрацию измерений, осуществляет обмен данными по интерфейсу RS-232 и индикацию измеряемых параметров на ЖК-индикаторе. Температура анализируемого газа отображается в °С, влажность - в одной из возможных единиц: °С по точке росы, % относительной влажности, ppm, г/м³, ºС влажного термометра.

Порядок проведения измерений

1. Произвести оценку рабочего места и положение работающего (стоя или сидя).

2. В соответствии с таблицей определить места установки штатива.

Положение человека	Высота над уровнем пола, м
Положение человека	А (лодыжки)	Б (живот)	В (голова)
Стоя	0,1	1,1	1,7
Сидя	0,1	0,6	1,1

1. Подготовить прибор к измерениям:

- установить преобразователь на штатив.

- подключить кабель преобразователя к измерительному блоку прибора.

- установить черный шар на преобразователь.

2. Установить штатив с преобразователем на первую точку для измерений.

3. Выдержать установленное время (не менее 15 минут).

4. Включить питание прибора.

5. Произвести замер температуры воздуха в помещении (не менее 15 минут).

6. Произвести замер температуры внутри шара (не менее 15 минут).

7. Снять черный шар с преобразователя (положив его на стол).

8. Выдержать 2 минуты и произвести замер температуры влажного термометра (не менее 15 минут).

9. Повторить пункты 4-9 для остальных точек замера.

10. Заполнить протокол измерений. Произвести вычисления.

11. Оценить полученный показатель температурного индекса.

Ниже приведена схема переключений в режиме “Работа”

Результаты измерений и их интерпретация (на примере измерений тепловой нагрузки среды на рабочем месте менеджера отдела маркетинга и сбыта АО “ЭКСИС”)

1. Исполнение должностных обязанностей менеджеров отдела маркетинга и сбыта по уровню энергозатрат и интенсивности физического напряжения относится к категории работ Iб.

К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).

Положение в течение рабочего дня: преимущественно сидячее.

2. Протокол измерений.

Измерения проводятся:

- на уровне лодыжек – 0,1 м над уровнем пола;

- на уровне живота - 0,6 м над уровнем пола;

- на уровне головы – 1,1 м над уровнем пола.

№		Проведение измерений	t воздуха	t шара	t влажного термометра	WBGT
1	УТРО	На уровне лодыжек	22,2	21,9	14,2	20,57
2		На уровне живота	22,4	22,7	14,4	20,83
3		На уровне головы	22,4	22,9	14,6	20,89

1	ДЕНЬ	На уровне лодыжек	24,6	25,4	16,1	22,98
2		На уровне живота	24,8	25,4	16,3	23,16
3		На уровне головы	24,8	25,4	16,5	23,2

Расчет WBGT-индекса осуществляется прибором автоматически по формуле, предназначенной для измерений в помещении при тепловом излучении:

WBGT = 0,7 t_вл+ 0,1 t_c + 0.2 t_ш

1. Измерения проводятся утром (с 9 до 10 часов).

WBGT_{на уровне лодыжек}= 0,7*22,2 + 0,1*21,9 + 0,2*14,2 = 15,54 + 2,19 + 2,84 = 20,57

WBGT_{на уровне живота}= 0,7*22,4 + 0,1*22,7 + 0,2*14,4 = 15,68 + 2,27 + 2,88 = 20,83

WBGT_{на уровне головы}= 0,7*22,4 + 0,1*22,9 + 0,2*14,6 = 15,68 + 2,29 + 2,92 = 20,89

2. Измерения проводятся днем (с 14 до 15 часов).

WBGT_{на уровне лодыжек}= 0,7*24,6 + 0,1*25,4 + 0,2*16,1 = 17,22 + 2,54 + 3,22 = 22,98

WBGT_{на уровне живота}= 0,7*24,8 + 0,1*25,4 + 0,2*16,3 = 17,36 + 2,54 + 3,26 = 23,16

WBGT_{на уровне головы}= 0,7*24,8 + 0,1*25,4 + 0,2*16,5 = 17,36 + 2,54 + 3,3 = 23,2

3. Рассчет общего значения индекса тепловой нагрузки среды имеет вид:

WBGT_{общ.утро}= 20,57 + 2*20,83 + 20,89 / 4 = 20,78

WBGT_{общ.день}= 22,98 + 2*23,16 + 23,2 / 4 = 23,125

Проанализируем полученные результаты:

Измерения проводятся в теплое время года (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10°С).

Полученные результаты (20,78 и 23,125) соответствуют оптимальным величинам показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений в теплое время года по СанПин 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений (см. таблицу 3).

Классы условий труда по показателю ТНС-индекса (°С)

для производственных помещений с нагревающим микроклиматом

независимо от периода года и открытых территорий в теплый период года

Категория работ*	Общие энерготраты, Вт/м2	Класс условий труда
		Оптимальный	Допустимый	Вредный					Опасный
				1 степени	2 степени	3 степени	4 степени	(экстремальн.)
		1	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
1 б	88 (78-97)	21,5 – 25,8		25,9-26,1	26,2-26,9	27,0-27,9	28,0-30,3	> 30,3

Нормативные ссылки

При оценке и аттестации рабочих мест по климатическим условиям используются следующие основные нормативные документы:

СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
ГОСТ. ССБТ. 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ISO 7243-1982. Окружающая среда с повышенной температурой — оценка влияния тепловой нагрузки на работающего человека, основанная на температурном по влажному и шаровому термометрам индексе.
ГОСТ Р ИСО 7243-2007. Термальная среда. Расчет тепловой нагрузки на работающего человека, основанный на показателе WGBT (температура влажного шарика психрометра).
Руководство Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценки и классификация условия труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.