Безопасность жизнедеятельности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Курганского Государственного Университета

Контрольная работа

По Безопасность жизнедеятельности

Студенты:/________________/Никифоров В. А.

Группа МСЗ-6106

Направление

(специальность) 030500 – Профессиональное обучение

Руководитель: __________________/ /

Курган 2002 Физиологические основы деятельности. Динамика работоспособности. Оценка тяжести напряженности труда.

Характер и организация трудовой деятельности оказывают сущест­венное влияние на изменение функционального состояния организма человека. Многообразные формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд.

Физический труд характеризуется в первую очередь повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно - мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий. Прежде всего это социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой его произ­водительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном —до 50 % рабочего времени — отдыхе.

Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующей преимущественного напряже­ния сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для данного вила труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной ак­тивности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии улиц умственного груда. Длительная умственная нагрузка оказывает угнета­ющее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковре­менной и долговременной), восприятия (появляется большое число ошибок).

В современной трудовой деятельности чисто физический труд не играет существенной роли. В соответствии с существующей физиоло­гической классификацией трудовой деятельности различают: формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизиро­ванные формы труда; формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством: групповые формы труда (конвейе­ры); формы труда, связанные с дистанционным управлением, и формы интеллектуального (умственного) труда.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности, имеют место при отсутствии механизации. Эти работы характеризуются в первую очередь повышенными энергетическими затратами. Особен­ностью механизированных форм труда являются изменения характера мышечных нагрузок и усложнения программы действий. В условиях механизированного производства наблюдается уменьшение объема мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы конеч­ностей, которые должны обеспечить большую скорость и точность движений, необходимых для управления механизмами. Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малый объем воспринимаемой в процессе труда информации приводит к монотонности труда. При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижается скорость реакций и быстро насту­пает утомление.

При полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который цели­ком выполняет механизм. Задача человека ограничивается выполне­нием простых операций на обслуживании станка: подать материал для обработки, пустить в ход механизм, извлечь обработанную деталь. Характерные черты этого вида работ — монотонность, повышенный темп. и ритм работы, утрата творческого начала.

Конвейерная форма труда определяется дроблением процесса труда на операции, заданным ритмом, строгой последовательностью выпол­нения операций, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера. При этом чем меньше интервал времени, затрачиваемый работающими на операцию, тем монотоннее работа, тем упрощеннее ее содержание, что приводит к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению.

При формах труда, связанных с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами, человек включен в системы управления как необходимое оперативное звено. В случаях, когда пульты управления требуют частых активных действий человека, внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях или рече двигательных актах. В случаях редких активных действий работник находится главным образом в состоянии готовности к дей­ствию, его реакции малочисленны.

Формы интеллектуального груда подразделяются на операторский, управленческий, творческий, труд медицинских работников, труд пре­подавателей, учащихся, студентов. Эти виды различаются организа­цией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Работа оператора отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Например, труд авиадиспетчер характеризуется переработкой большого объема информации за короткое время и повышенной нервно-эмоциональной напряженно­стью. Труд руководителей учреждений, предприятий (управленческий труд) определяется чрезмерным объемом информации, возрастанием дефицита времени для ее переработки, повышенной личной ответст­венностью за принятые решения, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

Труд преподавателей и медицинских работников отличается посто­янными контактами с людьми, повышенной ответственностью, часто дефицитом времени и информации для принятия правильного реше­ния, что обусловливает степень нервно-эмоционального напряжения. Труд учащихся и студентов характеризуется напряжением основных психических функций, таких как память, внимание, восприятие; на­личием стрессовых ситуаций (экзамены, зачеты).

Наиболее сложная форма трудовой деятельности, требующая зна­чительного объема памяти, напряжения, внимания, — это творческий труд. Труд научных работников, конструкторов, писателей, компози­торов, художников, архитекторов приводит к значительному повыше­нию нервно-эмоционального напряжения. При таком напряжении, связанном с умственной деятельностью, можно наблюдать тахикардию, повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода, повышение температуры тела человека и другие изменения со стороны вегетативных функций.

Энергетические затраты человека зависят от интенсивности. Мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий (температуры, влажности, скорости движения воздуха и др.). Суточные затраты энергии для лиц умственного труда (инженеров, врачей, педагогов и др.) составляют 10,5... 11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания (медсестер, продавщиц, рабочих, обслуживающих авто­маты) —11,3...12,5 МДж; для работников, выполняющих работу сред­ней тяжести (станочников, шахтеров, хирургов, литейщиков, сельскохозяйственных рабочих и др.), —12,5... 15,5 МДж; для работни­ков, выполняющих тяжелую физическую работу (горнорабочих, метал­лургов, лесорубов, грузчиков), —16,3...18 МДж.

Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5—10 % уровень основного обмена; при рабочей позе стоя—на 10...25 %, при вынужденной неудобной позе—на 40...50 %. При интенсивной ин­теллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15...20 % общего обмена в организме (масса мозга составляет 2 % массы тела). Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией —на 94 %, у операторов вычис­лительных машин —на 60...100 %.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напря­женности выполняемой работы, имеющим важное значение для опти­мизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа (учитыва­ется объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функ­ционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы,— при физическом труде, и эмоцио­нальным — при умственном труде, когда имеет место информацион­ная перегрузка.

Физическая тяжесть труда —это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения. Классификация труда по тяжести про­изводится по уровню энергозатрат с учетом вида нагрузки (статическая или динамическая) и нагружаемых мышц.

Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы. Так, работа, требующая нахождения работающего в статической позе 10...25 % рабочего времени, характеризуется как работа средней тяже­сти (энергозатраты 172...293 Дж/с); 50 % и более—тяжелая работа (энергозатраты свыше 293 Дж/с).

Динамическая работа — процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве. При этом энергия расходуется как на поддержание определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект. Если максимальная масса поднимаемых вручную грузов не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин, работа характеризуется как легкая (энергозатраты до 172 Дж/с); 5...10 кг для женщин и 15...30 кг для мужчин —средней тяжести; свыше 10 кг для женщин или 30 кг для мужчин —тяжелая.

Напряженность труда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические пока­затели: сменность труда, позу, число движений и т.п. Так, если плотность воспринимаемых сигналов не превышает 75 в час, то работа характеризуется как легкая; 75...175—средней тяжести; свыше 176— тяжелая работа.

В соответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.013— 94) условия труда подразделяются на четыре класса: 1 — оптимальные; 2—допустимые; 3—вредные; 4—опасные (экстремальные).

Оптимальные условия труда обеспечивают максимальную произво­дительность труда и минимальную напряженность организма человека. Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса. Для других факторов условно приме­няют такие условия труда, при которых уровни неблагоприятных факторов не превышают принятых в качестве безопасных для населе­ния (в пределах фона).

Допустимые условия труда характеризуются такими уровнями фак­торов среды и трудового процесса, которые не превышают установлен­ных гигиеническими нормативами для рабочих мест. Изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они не должны оказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отда­ленном периоде на здоровье работающего и его потомства. Оптималь­ный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.

Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных произ­водственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействие на организм работающе­го и (или) его потомство.

Экстремальные условия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смелы (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возник­новения тяжелых форм острых профессиональных поражений.

Основные требования к проектированию системы искусственного (естественного) освещения в производственных помещениях.

Основные светотехнические характеристики. Правильно спроекти­рованное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет вы­сокую работоспособность.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излуче­ния (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зе­леный цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

световой поток Ф — часть лучистого потока, воспринимаемая че­ловеком как свет; характеризует мощность светового излучения, изме­ряется в люменах (лм);

сила света J — пространственная плотность светового потока; оп­ределяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источ­ника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dQ, к величине этого угла; /= dФ/dомега ; измеряется в канделах (кд);

освещенность Е — поверхностная плотность светового потока; оп­ределяется как отношение светового потока, равномерно падаю­щего на освещаемую поверхность, измеряется в люксах (лк);

яркость L поверхности под углом а к нормали — это отношение силы света излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению, измеряется в кд • м-2
.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон — это поверхность, на которой происходит различение объек­та. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падаю­щий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока, к падающему на нее световому потоку. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффици­ента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р >0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4—средним и при р <0,2—темным.

Контраст объекта с фоном k — степень различения объекта и фона — характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (Lop
—L0
)/Lop
считается большим, если К>0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при &=0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при К<О,2.

Коэффициент пульсации освещенности kE
— это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

kE
=100(Emax
—Emin
)/(2Ecp
),

где Еmax
, Еmin
, Еср
—максимальное, минимальное и среднее значе­ния освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kE
= 25...65 %, для обычных ламп накаливания kE
— 7 %, для галогенных ламп накаливания kE
= 1 %.

Показатель ослепленности Р0
— критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

P0
=1000(V1
/ V2
— 1),

где V1
и V2
—видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щит­ков, козырьков.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяет­ся числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/kпор
, где kпор
—пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Системы и виды производственного освещения. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом не­босвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее —через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное — сочетание вер­хнего и бокового освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов — общее и комбинированное. Систему общего осве­щения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой поток распреде­ляется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением при­меняют местное. Совокупность местного и общего освещения назы­вают комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, по сколку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение под­разделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, бактерицидным.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных по­мещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авари­ях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания обору­дования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нор­мируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производст­венных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эваку­ационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях — не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраня­емых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условно к производственному освещению относят бактерицидное и эритемное облучение помещений. Бактерицидное облучение («осве­щение») создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, про­дуктов питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи с А. = 0,254...0,257 мкм. Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточно сол­нечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с А, = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.

Основные требования к производственному освещению. Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабо­чем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной ра­боты. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает ско­рость различения деталей, что сказывается на росте производительно­сти труда. Так, при выполнении отдельных операций на главном конвейере сборки автомобилей при повышении освещенности с 30 до 75 лк производительность труда повысилась на 8 %. При дальнейшем повышении до 100 лк —на 28 % (по данным проф. А.Л. Тарханова). Дальнейшее повышение освещенности не дает роста производительности. При организации производственного освещения необходимо обес­печить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз пере адаптироваться, что ве­дет к утомлению зрения и соответственно к снижению производитель­ности труда. Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей в поле зрения работающего.

Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней. Наличие резких теней искажает размеры и формы объектов различения и тем самым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны дви­жущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами, при естественном освещении, используя солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки.).

Для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескостъ — это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая на­рушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение види­мости объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркости источника света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников, правильном направлением светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там, где это возможно, блестящие поверхности следует заменять матовыми.

Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные, например, резким изменением напряжения в сети, обусловливают пере адаптацию глаза, приводя к значительному утомлению. Постоянство освещенно­сти во времени достигается стабилизацией плавающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп.

При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественное освещение. Для со­здания правильной цветопередачи применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплу­атации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопас­ности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара. Обеспечение указанных требований достигается применением защитного зануления или заземления, ограничением напряжения пи­тания переносных и местных светильников, защитой элементов осве­тительных сетей от механических повреждений и т.п.

Нормирование производственного освещения. Естественное и искус­ственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05—95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном. Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта раз­личения (например, при работе с приборами —толщиной линии градуировки шкалы, при чертежных работах — толщиной самой тон­кой линии). В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда.

Искусственное освещение нормируется количественными (мини­мальной освещенностью Еmin
) и качественными показателями (пока­зателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности kE
). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше, чем для ламп накаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещен­ности. Эта величина должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания.

Для ограничения слепящего действия светильников общего осве­щения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20...80 единиц в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. При освещении производственных по­мещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц, глубина пульсаций не должна превы­шать 10...20 % в зависимости от характера выполняемой работы.

При определении нормы освещенности следует учитывать также ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещен­ности, выбранного по характеристике зрительной работы. Увеличение освещенности следует предусматривать, например, при повышенной опасности травматизма или при выполнении напряженной зрительной работы I...EV разрядов в течение всего рабочего дня. В некоторых случаях следует снижать норму освещенности, например, при кратко­временном пребывании людей в помещении.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая ос­вещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метео­рологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина — коэф­фициент естественной освещенности КЕО, не зависящий от вышеука­занных параметров. КЕО—это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Еж к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ей,

создаваемой светом полностью от­крытого небосвода, выраженное в процентах, т.е. КЕО = l00Евн
/Ен
.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют мини­мальное значение КЕО в пределах рабочей зоны, которое должно быть обеспечено в точках, наиболее удаленных от окна; в помещениях с верхним и комбинированным освещением — по усредненному КЕО в пределах рабочей зоны. Нормированное значение КЕО с учетом ха­рактеристики зрительной работы, системы освещения, района расположения зданий на территории страны

ен
= КЕОmc,

где КЕО — коэффициент естественной освещенности; определяется по СНиП 23-05—95; т — коэффициент светового климата, определя­емый в зависимости от района расположения здания на территории страны; с — коэффициент солнечности климата, определяемый в за­висимости от ориентации здания относительно сторон света; коэффи­циенты т и с определяют по таблицам СНиП 23-05—95.

Совмещенное освещение допускается для производственных по­мещений, в которых выполняются зрительные работы 1 и II разрядов; для производственных помещений, строящихся в северной климати­ческой зоне страны; для помещений, в которых по условиям технологии требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды уча­стки прецизионных металлообрабатывающих станков, электропрецизионного оборудования). При этом общее искусственное освещение помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами, а нормы освещенности повышаются на одну ступень.

Источники света и осветительные приборы. Искусственного света, при­ меняемые для искусственного освещения, делят на две группы — газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфра­мовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминес­ценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый снег.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J(кд); световая отдача y — Ф/Р (лм/Вт). т.е. отношение светового потока лампы к ее элект­рической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения y = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галоге-новые лампы —лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольф­рамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40..110 лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектраль­ному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопическо­го эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совладении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных опе­раций и ведет к увеличению опасности травматизма. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходи­мость применения специальных пусковых приспо­соблений, облегчающих зажигание ламп; зависи­мость работоспособности от температуры окружа­ющей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более эконо­мичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наи­меньшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения. Создание в производственных помещениях качественного и эф­фективного освещения невозможно без рациональных светильников. Электрический светильник — это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения из­лучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помеще­ния.

Для характеристики светильника с точки зрения распределения светового потока в пространстве строят график силы света в полярной системе координат (рис. 1.16). Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол — это угол между горизонталью и ли­нией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противопо­ложным краем отражателя. Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия—отно­шение фактического светового потока светильника Фф
к световому потоку помещенной в него лампы Фn
т.е. hсв
= Фф
/Фп
.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отра­женного и преимущественно отраженного света. Конструкция светиль­ника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эсте­тическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепро­ницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

Расчет производственного освещения. Основной задачей светотех­нических расчетов является: для естественного освещения определение необходимой площади световых проемов; для искусственного —тре­буемой мощности электрической осветительной установки для созда­ния заданной освещенности.

При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (м2
)

где Sn
—площадь пола помещений, м2
; еок
— коэффициент световой активности оконного проема; Kзд
— коэффициент, учитывающий за­тенение окон противостоящими зданиями; Кз
— коэффициент запаса; определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол (наклонно, горизонтально, вертикально) и периодичности очистки; р — коэффициент, учитывающий влияние отраженного света; опреде­ляется с учетом геометрических размеров помещения, светопроема и значений коэффициентов отражения стен, потолка, пола; tобщ
— об­щий коэффициент светопропускания; определяется в зависимости от коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окон, слоя его загрязнения, наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окнами.

Источники ионизирующих излучений, их физическая природа и единицы измерения

Ионизирующее излучение вызывает в организме цепочку обрати­мых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях. Диссоциация сложных молекул в результате разрыва химиче­ских связей —прямое действие радиации. Существенную роль в фор­мировании биологических эффектов играют радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды. Свободные радикалы водорода и гидроксильной группы, обладая высокой актив­ностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, фермен­тов и других элементов биоткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются об­менные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это при­водит к нарушению деятельности отдельных функций и систем орга­низма.

Индуцированные свободными радикалами химические реакции развиваются с большим выходом, вовлекая в процесс сотни и тысячи молекул, не задействованных излучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Эф­фекты развиваются в течение разных промежутков времени: от не­скольких секунд до многих часов, дней, лет.

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (луче­вая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) бес пороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследст­венные болезни).

Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела и поглощенной дозе выше 0,25 Гр. При дозе 0,25...0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале дозы 0,5... 1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10 % облученных .может наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови. При дозе 1,5...2,0 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни, которая проявляется продол­жительной лимфопенией, в 30...50 случаев—рвота в первые сутки после облучения. Смертельные исходы не регистрируются.

Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5...4,0 Гр. Почти у всех облученных в первые сутки наблюдаются тошнота, рвота, резко снижается содержание лейкоцитов в крови, появляются подкож­ные кровоизлияния, в 20 % случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2...6 недель после облучения. При дозе 4,0...6,0 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 50 % случаев к смерти в течение первого месяца. При дозах, превышающих 6,0 Гр, развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни, которая почти в 100 % случаев заканчивается смертью вследствие кровоизлия­ния или инфекционных заболеваний. Приведенные данные относятся к случаям, когда отсутствует лечение. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволя­ют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками хрони­ческой лучевой болезни являются изменения в крови, ряд симптомов со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, поражения хрусталика, пневмосклероз (при ингаляции плутония-239), снижение иммунореактивности организма.

Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним (при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма). Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их в организм через кожу. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкрет­ных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Кальций, радий, стронций и другие накапливаются в костях, изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы, редкоземельные элементы —преимущественно опухоли печени. Равномерно распреде­ляются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, атрофию семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облу­чении наиболее опасны альфа излучающие изотопы полония и плуто­ния.

Способность вызывать отдаленные последствия —лейкозы, злока­чественные новообразования, раннее старение — одно из коварных свойств ионизирующего излучения.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществля­ется Нормами радиационной безопасности НРБ-96, Гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96. Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующих категорий об­лучаемых лиц:

— персонал.—лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

— все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливают три класса норма­тивов: основные дозовые пределы, табл. 1, допустимые уровни, соответствующие основным дозовым пределам и контрольные уровни.

Нормируемые величины	Дозовые пределы, мЗв
	лица из персонала* (группа А)	лица из населения
Эффективная доза Эквивалентная доза за год в: хрусталике коже	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год 150 500	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год 15 50
кистях и стопах	500	50

Доза эквивалентная Нт,
r
—поглощенная доза в органе или ткани dt
,r
, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения WR
1
.

Нт
,r
=Wr
Dt,r

Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж-кг-1
, имею­щий специальное наименование зиверт (Зв).

Значения Wr
для фотонов, электронов и мюонов любых энергий составляет 1, для a-частиц, осколков деления, тяжелых ядер-20.

Доза эффективная —величина, используемая как мера риска воз­никновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радио чувствительности. Она пред­ставляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе Нt
т
на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани wt

Е=

где —эквивалентная доза в ткани Т за время t.

Единица измерения эффективной дозы—Дж-кг-1
, называемая зивертом (Зв).

Основные дозовые пределы облучения лиц из персонала и населе­ния не включают в себя дозы от природных и медицинских источников ионизирующего излучения, а также дозу вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограни­чения.

Интервал времени для определения величины ожидаемой эффек­тивной дозы устанавливается равным 50 лет для лиц из персонала и 70 лет —для лиц из населения.

Дозовые пределы облучения нормы устанавливают допу­стимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников, которые составляют для помещений посто­янного пребывания лиц из персонала 10 мкГр/ч, а для жилых поме­щений и территории, где постоянно находятся лица из населения, — 0,1 мкГр/ч, а также допустимые уровни общего радиоактивного загряз­нения рабочих поверхностей, кожи (в течение рабочей смены), спецо­дежды и средств индивидуальной защиты. Числовые значения допустимых уровней общего радиоактивного загрязнения приведены в табл. 3.17.

Нормы НРБ-96 введены в действие с апреля 1996 г. Для вновь строящихся, проектируемых и реконструируемых предприятий (объ­ектов) значения основных дозовых пределов, приведенных в табл. уже вступили в силу.

Для действующих предприятий понятие категорий облучаемых лиц, персонала и основные дозовые пределы облучения вводятся с 1 января 2000 г.

На период до 1 января 2000 г. следует руководствоваться понятиями категорий облучаемых лиц и таблицей основных дозовых пределов по НРБ 76/87.

Ниже приводятся основы нормирования ионизирующих излучений по НРБ 76/87, так как большинство действующих объектов до 1 января 2000 г. будут руководствоваться этими нормами радиационной безопасности.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для трех категорий облучаемых лиц:

— категория А облучаемых лиц или персонал —лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений;

— категория Б облучаемых лиц, или ограниченная часть населения —лица, кото­рые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения; уровень облучения лиц кате­гории Б определяется по критической группе;

— категория В облучаемых лиц или население — население страны, края, области.

Установлены разные значения основных дозовых пределов для критических органов, которые в порядке убывания радиочувстительности относят к I, II или III группам (критический орган или часть тела, облучение которого в данных условиях неравномер­ного облучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства): I группа —все тело, гонады и красный костный мозг; II группа — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-ки­шечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к I и III группам; III группа—кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы. При сравнительно равномерном облучении организма ущерб здоровью рассматривается по уровню облучения всего тела, что соответствует 1 группе критических органов.

Для каждой категории облучаемых лиц устанавливают два класса нормативов: основные дозовые пределы и допустимые уровни, соответствующие основным дозовым пределам. В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критических органов для категории А (персонал) устанавливают предельно допустимую дозу за календарный год — ПДД, а для категории Б (ограниченная часть населения) —предел дозы за календарный год — ПД (табл.). Основные дозовые пределы устанавливаются для индивидуальной максимальной эквивалентной дозы в критическом органе.

1 бэр = 1 зв.

Таблица 1 Основные дозовые пределы

Дозовые пределы суммарного внешнего и внутреннего облучения, бэр за календарный год.	Группы критических органов
	1	11	111
Предельно допустимая доза (ПДД) для категории А	5	15	30
Предел дозы (ПД) для категории Б (ПД)	0.5	1.5	3

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентге­новское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем заряженные атомы и молеку­лы— ионы.

Альфа-излучение

представляет собой поток ядер ге­лия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Их энергия не превы­шает нескольких МэВ. Чем больше энергия частицы, тем больше полная ионизация, вызываемая ею в веществе. Пробег альфа-частиц, испускаемых радиоактивными ве­ществами, достигает 8—9 см в воздухе, а в живой тка­ни—нескольких десятков микрометров. Обладая сравни­тельно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что об­условливает их низкую проникающую способность и вы­сокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов.

Бета-излучение

— поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в живых тканях 2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц ниже (несколько десятков пар на 1 см пробега), а проникаю­щая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и при одинако­вой с альфа-частицами энергии имеют меньший заряд.

Нейтроны

(поток которых образует нейтронное излу­чение) преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов; при неупругих взаи­модействиях возникает вторичное излучение, которое мо­жет состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодейст­виях возможна обычная ионизация вещества. Проникаю­щая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаи­модействуют.

Гамма-излучение

—электромагнитное (фотонное) из­лучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Гамма-излучение обладает боль­шой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01— 3 МэВ.

Рентгеновское излучение

возникает в среде, окру­жающей источник бета-излучения, в рентгеновских труб­ках, в ускорителях электронов и т. п. и представляет со­вокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Тормозное излучение—это фотонное излучение с непре­рывным спектром, испускаемое при изменении кинетиче­ской энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение—это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Как и гамма-излучение, рентгеновское излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.

Задача № 3

Рассчитать общее люминесцентное освещение цеха, исходя из норм по разряду зрительной работы и безопасности труда по следующим исходным данным: высота цеха Н=6м; размеры цеха А х Б м АхБ=100х70; напряжение осветительной сети 220в; коэффициенты отражения потолка Sn=70%, стен So=50%; светильник с люминесцентными лампами ЛБ-20-4, имеющими световой поток Ф=1180 лм.

Решение:

1. Определим расчетную высоту подвеса светильника.

h=H-hp
-hc
, где hp
= 0.8 м, высота рабочей поверхности над полом; hc
=0.5м, расстояние светового центра светильника от потолка.

h=6-0.5-0.8=4.7 м.

2. Определим оптимальное расстояние между светильниками при многорядном расположении определяется: L=1.5h, м.; L=1.5h=7.05 м

3. Определим индекса площади помещения: i=(А+Б)/(h(А-Б))=29

4. Необходимое количество ламп

n=Ekз*SZ/(Фл*n), где E =300 лк, Кз=1.5 по СниП 23-05-95

S=100*70= 7000 м2
; Z=1.5; n=0.4;

n= 4725000

Задача № 7

Рассчитать систему защиты занулением от поражения людей электрическим током на машиностроительном заводе.

Исходные данные:

А) линейное напряжение в сети Uа=6 кВ.

Б) заземляющее устройство состоит из стержней l=2500 мм и d = 50мм;

В) стержни размещаются по периметру 30х70 м;

Г) общая длина подключенных к сети воздушных линий lв = 50 км;

Д) общая длина подключенных к сети кабельных линий lк = 10 км;

Е) удельная сопротивление грунта – pизм
9-530(чернозем) Ом м;

Решение:

1. Определим расчетный ток замыкания со стороны 6000 В.

, где Uф
– фазное напряжение сети, кВ; линейное напряжение в сети.

J33
= 6,86 A

Определим расчетное удельное сопротивление грунта:

Рр=Ризм*Y, Ом.м, где Ризм – удельное сопротивление грунта.

Y = 1.3 – климатический коэффициент.

Рр=11.7 Ом.м.

Определим сопротивление одиночного вертикального стержневого заземления.

, где t=l/2+H

=0.0038, ом

Определим сопротивление полосы

, Ом, где В – ширина полосы.

=0.013 ом

Предварительное определение количества заземлителей:

, шт.

=0.0024

Определяем сопротивления соединительной полосы с учетом коэффициента использования:

=0.062 ом.

Определим требуемое сопротивление заземлителей:

=0.064 ом.

Определим уточненного количества заземлителей с учетом коэффициента использования заземлителей.

nз
= RО.В.С
/( RО.В.С/к.н *
nиз
)=0,14 Литература

1. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для тех. спец. вузов / Под ред. С. В. Белова. – М. : Машиностроение, 1993.

2. Безопасность жизнедеятельности: кр. Конспект лекций / Под ред, О. Н. Русака. – Санкт – Петерберга, 1992.