Среда обитания человека и физиология труда

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ (РОСОБРАЗОВАНИЕ) ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Система дистанционного обучения Фамилия И.О. Институт/Факультет ___ Учебная группа 230101.65/ОПД.Ф.7 Н.Я. Бубнова, Т.Н. Казакова БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Среда обитания человека и физиология труда Учебное пособие Часть 1 Пенза 2008 Рекомендовано учебно-методическим советом академии в качестве учебного пособия для студентов всех специальностей академии, изучающих курс "Безопасность жизнедеятельности" УДК 574(07) ББК 65.9 (2) 248 Бубнова Н.Я. Б 90 Безопасность жизнедеятельности. Среда обитания человека и физиология труда: Учебное пособие / Бубнова Н.Я., Казакова Т.Н. Ч .1. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. технол. академии, 2008 00 с., 00 ил.,00 табл., библиогр. 00 назв. Учебное пособие подготовлено на кафедре «Технологии и инженерные средства защиты окружающей среды» Пензенской государственной технологической академии и предназначено для изучения дисциплины "Безопасность жизнедеятельности" студентами всех специальностей. Первая часть посвящена безопасности жизнедеятельности на производстве и включает вопросы управления охраной труда, классификацию негативных факторов техносферы, их воздействие на человека; критерии безопасности. Рекомендовано научно-методическим советом академии в качестве учебного пособия для обучения студентов с использованием элементов дистанционных образовательных технологий по заочной форме. Рецензенты: Управление Росприроднадзора по Пензенской области, Руководитель – Е.Л. Лебедев; Б.Л. Свистунов, д.т.н., профессор, директор ИОТ ПГТА УДК 574(07) ББК 65.9 (2) 248 © Издательство Пензенской государственной технологической академии, 2008 ©Н.Я. Бубнова, 2008 2 Требования государственного образовательного стандарта (ГОС) к содержанию дисциплины БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Общепрофессиональная дисциплина ОПД.07, объем 100 часов. Специальность 220100.65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» ОПД.Ф.07. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Человек и среда обитания. Характерные состояния системы «человек-среда обитания». Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности в техносфере. Критерии комфортности. Негативные факторы техносферы, их воздействие на человека, техносферу и природную среду. Критерии безопасности. Опасности технических систем: отказ, вероятность отказа, качественный и количественный анализ опасностей. Средства снижения травмоопасности и вредного воздействия технических систем. Безопасность функционирования автоматизированных и роботизированных производств. Управление безопасностью жизнедеятельности. Правовые и нормативнотехнические основы управления. Системы контроля требований безопасности и экологичности. Профессиональный отбор операторов технических систем. Экономические последствия и материальные затраты на обеспечение безопасности жизнедеятельности. Международное сотрудничество в области безопасности жизнедеятельности. Чрезвычайные ситуации (ЧС) мирного и военного времени; прогнозирование и оценка поражающих факторов ЧС; гражданская оборона и защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях; устойчивость функционирования объектов экономики в ЧС; ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций; особенности защиты и ликвидации последствий ЧС на объектах отрасли. 1 100 3 ПРЕДИСЛОВИЕ ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Учебная дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» является обязательной общепрофессиональной дисциплиной, в которой соединена тематика безопасного взаимодействия человека со средой обитания (производственной, бытовой, природной, городской) и вопросы защиты от негативных факторов чрезвычайных ситуаций. Основная цель учения о БЖД – формирование и широкая пропаганда знаний, направленных на снижение смертности и потерь здоровья людей от внешних причин. Обьектом защиты от опасностей является человек. Предмет исследований в науке о БЖД – это опасности и их совокупность, действующие в системах «объект защиты – источник опасности», а также средства и системы защиты от опасностей. Основная цель изучения дисциплины вооружить обучаемых теоре- тическими знаниями и практическими навыками для: - создания комфортного состояния среды обитания в зонах трудовой деятельности и отдыха человека; - идентификации негативных воздействий среды обитания естественного, техногенного и анпропогенного происхождения; - разработки и реализации мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий; - проектирования и эксплуатации техники, технологических процессов и объектов экономики в соответствии с требованиями по безопасности и экологичности; - обеспечение устойчивости функционирования объектов и технических систем в штатных и чрезвычайных ситуациях; - принятия решений по защите производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и примене4 ния современных средств поражения, а также принятия мер по ликвидации их последствий; - прогнозирования развития негативных воздействий и оценки последствий их действия. Изучением дисциплины достигается формирование у специалистов представления о неразрывном единстве эффективной профессиональной деятельности с требованиями к безопасности и защищенности человека. Реализация этих требований гарантирует сохранение работоспособности и здоровья человека, готовит его к действиям в экстремальных условиях. Успешное освоение курса базируется на знаниях полученных при изучении таких дисциплин как физика, химия, экология, математика и специальных дисциплин. Дисциплина наряду с прикладной инженерной направленностью ориентирована на повышение гуманистической составляющей при подготовке специалистов и кроме общепрофессиональных базируется на знаниях, полученных при изучении социально-экономических и естественнонаучных дисциплин. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» формирует у специалистов понимание единства профессиональной деятельности с требованиями к безопасности человека. Выполнение этих требований гарантирует сохранение работоспособности и здоровья человека, готовит его к действиям в чрезвычайных ситуациях. В результате изучения дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» специалист должен знать: - теоретические основы безопасности жизнедеятельности в системе «человек-среда обитания»; - правовые, нормативно-технические и организационные основы безопасности жизнедеятельности; - анатомо-физиологические последствия воздействия на человека травмирующих, вредных и поражающих факторов современного производства и чрезвычайных ситуаций; 5 - идентификацию травмирующих, вредных и поражающих факторов современного производства и чрезвычайных ситуаций; - основы физиологии человека и рациональные условия деятельности; - методы и средства повышения устойчивости, безопасности технических средств и технологических процессов; - методы прогнозирования чрезвычайных ситуаций и разработки моделей их последствий; - методы качественного и количественного анализа особо опасных, опасных и вредных факторов производства; - методы исследования устойчивости функционирования производственных объектов и технических систем в чрезвычайных ситуациях. Специалист должен уметь: - проводить контроль параметров и уровня негативных воздействий на их соответствие нормативным требованиям; - эффективно применять средства защиты от негативных воздействий; - разрабатывать мероприятия по повышению безопасности и экологичности производственной деятельности; - планировать и осуществлять мероприятия по повышению устойчивости производственных систем и объектов; - планировать мероприятия по защите производственного персонала и населения в чрезвычайных ситуациях; - при необходимости принимать участие в проведении спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Материал первой части посвящен безопасности жизнедеятельности на производстве. В нем нашли отражение вопросы управления безопасностью жизнедеятельности; изложены основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности; рассматриваются негативные факторы техносферы, их воздействие на человека; критерии безопасности. Трудность изучения дисциплины состоит в том, что данный предмет содержит большое число определений, понятий и терминов. Для усвоения сути 6 многих вопросов необходимы твердые знания физики, химии, экологии, математики. Прочные знания, полученные по указанным выше предметам, позволят без затруднений понять суть явлений и процессов, рассматриваемых в данном курсе. Решение задач БЖД при проектировании и эксплуатации технических систем невозможно без знания инженером уровней допустимых воздействий негативных факторов на человека и природную среду, а также знания негативных последствий, возникающих при нарушении этих нормативных требований. При проведении расчетов требуется использование справочных данных и многочисленных таблиц, приведенных в строительных нормах и правилах, в санитарных нормах и правилах, в ГОСТах, в системе стандартов безопасности труда и других нормативных документах, а также в справочниках. В преодолении этих трудностей обучаемым поможет электронная версия учебного пособия. 7 ВВЕДЕНИЕ Жизнедеятельность – это повседневная деятельность и отдых, способ существования человека. Человек от рождения имеет неотъемлемые права на жизнь, свободу и стремление к счастью. Свои права на жизнь, на отдых, на охрану здоровья, на благоприятную окружающую среду, на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, он реализует в процессе жизнедеятельности. Они гарантированы Конституцией Российской Федерации. В жизненном процессе человек неразрывно связан с окружающей его средой обитания, при этом во все времена он был и остается зависимым от окружающей его среды. Именно за счет нее он удовлетворяет свои потребности в пище, воздухе, воде, материальных ресурсах, в отдыхе и т.п. Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная совокупностью факторов (физических, химических, биологических, информационных, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье и потомство. Человек и среда обитания непрерывно находятся во взаимодействии, образуя постоянно действующую систему "человек – среда обитания". В процессе эволюционного развития общества составляющие этой системы непрерывно менялись. Изменялся человек и его среда обитания: увеличивались территории, освоенные человеком; естественная природная среда испытывала все возрастающее влияние человеческого сообщества; появились искусственно созданная человеком бытовая, городская и производственная среды. Естественная среда самодостаточна и может существовать и развиваться без участия человека, а все иные виды среды обитания, созданные человеком, самостоятельно развиваться не могут и после их возникновения обречены на старение и разрушение. В процессе эволюции человек, стремясь наиболее эффективно удовлетворить свои потребности в пище, материальных ценностях, защите от климатических и погодных воздействий, в повышении своей коммуникативности, непре8 рывно воздействовал на естественную среду и главным образом на биосферу. Для достижения этих целей он преобразовал часть биосферы в территории, занятые техносферой. Техносфера – часть биосферы в прошлом, преобразованная людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наилучшего соответствия людским социально-экономическим потребностям. Техносфера, созданная человеком с помощью технических средств, представляет собой территории, занятые городами, поселками и селами, промышленными зонами, промышленными предприятиями. К техносферным относятся условия пребывания людей на объектах экономики, на транспорте, в быту, на территориях городов и поселков. Техносфера не саморазвивающаяся среда, она рукотворна и после создания может только деградировать. Производственная среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека. Первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе. В 'настоящее время, чтобы решить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное влияние на человека и природу до допустимых уровней. Достижение этих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи охраны природы от губительного влияния техносферы. Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки – защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности. Средством достижения этой цели является реализация обществом знаний и умений, направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических и иных негативных воздействий до допустимых значений. Это и определяет совокупность знаний, входящих в науку о безопасности жизнедеятельности, а также место БЖД в общей области знаний – экологии тех9 носферы. Безопасность жизнедеятельности – наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека с техносферой. Курс "Безопасность жизнедеятельности" занимает важное место в подготовке инженеров, так как даёт теоретические и практические знания, необходимые для оценки безопасности оборудования и технологических процессов, принятия соответствующих мер защиты, и правильной с точки зрения безопасности труда, организации работы. Значение курса определяется ещё и тем, что он направлен на решение важнейшей социальной задачи – сохранение здоровья людей. Улучшение условий труда на производстве связано с решением таких социально-экономических задач, как повышение производительности труда, повышение его качества, создание условий для раскрытия творческих возможностей каждого работника. Улучшение условий труда способствует росту престижности профессии, снижению текучести кадров, повышению дисциплины, а главное – снижению потерь от заболеваемости и травматизма, что также имеет большое социально-экономическое значение. Этот курс рассматривает также чрезвычайные ситуации мирного и военного времени и действия населения при их возникновении. В данной дисциплине рассматриваются два основных раздела: "Безопасность жизнедеятельности на производстве" и "Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях". В первом разделе рассматриваются общие вопросы охраны труда, техники безопасности на производстве, производственная санитария и основы пожарной безопасности. Во втором разделе изучаются основы безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях как мирного, так и военного времени. Опасности и их источники Негативный результат взаимодействия человека со средой обитания определяют опасности - негативные воздействия, внезапно возникающие, периодически или постоянно действующие в системе "человек - среда обитания". 10 Опасность – негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям. Опасность – центральное понятие в безопасности жизнедеятельности. Различают опасности естественного, техногенного и антропогенного происхождения. Повседневные естественные опасности, обусловленные климатическими и природными явлениями, возникают при изменении погодных условий и естественной освещенности в биосфере. Для защиты от них (холод, слабая освещенность и т.д.) человек использует жилище, одежду, системы вентиляции, отопления и кондиционирования, а также системы искусственного освещения. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности практически решает все проблемы защиты от повседневных естественных опасностей. Защита от естественных опасностей стихийных явлений, происходящих в биосфере (навод- нения, землетрясения и т.д.), более сложная задача. Негативное воздействие на человека и среду обитания, к сожалению, не ограничивается естественными опасностями. Человек, решая задачи достижения комфортного и материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств и т.п.), генерируя в среде обитания техногенные и антропогенные опасности. Техногенные опасности создают элементы техносферы машины, сооружения, вещества и т.п., а ан- тропогенные опасности возникают в результате ошибочных или несанкционированных действий человека или групп людей. Все виды опасностей (негативных воздействий), формируемых в процессе трудовой деятельности, разделяются на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические. Жизнедеятельность человека потенциально опасна. Аксиома о потенциальной опасности – основополагающий постулат БЖД: потенциальная опасность является универсальным свойством процесса взаимодействия человека со средой обитания на всех стадиях жиз11 ненного цикла. Аксиома предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания, прежде всего технические средства и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы. При этом любое новое позитивное действие или результат неизбежно сопровождается возникновением новых негативных факторов. Справедливость аксиомы можно проследить на всех этапах развития системы «человек – среда обитания». Так, на ранних стадиях своего развития, даже при отсутствии технических средств, человек непрерывно испытывал воздействие негативных факторов естественного происхождения: пониженных и повышенных температур воздуха, атмосферных осадков, контактов с дикими животными, стихийных явлений и т.п. В условиях современного мира к естественным прибавились многочисленные факторы техногенного происхождения: вибрации, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах, почве; электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др. Таблица 1 – Классификация опасностей Признак классификации Вид (класс) По видам источников возникновения Естественные опасностей Антропогенные Техногенные Энергетические По видам потоков в жизненном про- Массовые странстве Информационные По величине потоков в жизненном Допустимые пространстве Предельно допустимые Опасные Чрезвычайно опасные 12 Окончание табл. 1 По моменту возникновения опасности Прогнозируемые Спонтанные По длительности воздействия опасности Постоянные Переменные, периодические Кратковременные По объектам негативного воздействия Действующие на человека Действующие на природную среду Действующие на материальные ресурсы Комплексного воздействия По количеству людей, подверженных Личные опасному воздействию Групповые (коллективные) Массовые Локальные По размерам зоны воздействия Региональные Межрегиональные Глобальные По видам зон воздействия Действующие в помещении Действующие на территориях По способности человека идентифициро- Ощущаемые вать опасности органами чувств Неощущаемые По виду негативного воздействия на че- Вредные ловека Травмоопасные Опасности по вероятности воздействия на человека и среду обитания разделяют на: потенциальные, реальные и реализованные. Потенциальная опасность представляет угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. 13 Реальная опасность всегда связана с конкретной угрозой воздействия на человека, она координирована в пространстве и во времени. Реализованная опасность – факт воздействия реальной опасности на человека и/или среду обитания, приведший к потере здоровья или к летальному исходу человека, к материальным потерям. Реализованные опасности принято разделять на происшествия, чрезвычайные происшествия, аварии, катастрофы и стихийные бедствия. Реализованные опасности принято разделять на происшествия, чрезвычайные происшествия, аварии, катастрофы и стихийные бедствия. Происшествие – событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальным ресурсам. Чрезвычайное происшествие (ЧП) – событие, происходящее кратковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. К ЧП относятся крупные аварии, катастрофы и стихийные бедствия. Авария – происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно. Катастрофа — происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей. Стихийное бедствие – происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносферы, к гибели или потере здоровья людей. Чрезвычайная ситуация (ЧС) – состояние объекта, территории или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровью для группы людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда. Основные понятия и определения Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социальноэкономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, ле14 чебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Вредный фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию. Травмирующий (травмоопасный) фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу. Опасный производственный фактор – фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного, резкого ухудшения здоровья, смерти. Вредный производственный фактор – фактор среды и трудового процесса, который может вызвать профессиональную патологию, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомств. Энергетический уровень естественных опасных и вредных факторов практически стабилен, тогда как большинство антропогенных факторов непрерывно повышает свои энергетические показатели. На всех этапах своего развития человек постоянно стремится к обеспечению личной безопасности и сохранению своего здоровья. Однако научнотехнический прогресс сопровождается ростом числа и энергетического уровня опасных и вредных факторов. Оценочные данные свидетельствуют о том, что ежегодно в мире на производстве от травмирующих факторов погибают около 200 тыс. человек и получают травмы 120 млн. человек. Воздействие вредных факторов на человека сопровождается ухудшением здоровья, возникновением профессиональных заболеваний, а иногда и сокращением продолжительности жизни. Экспертная оценка условий труда в экономике России показала, что не соответствуют нормативно допустимым требованиям условия труда по ряду вредных факторов. Статистические данные свидетельствуют о том, что люди погибают, становятся инвалидами и больными от опасностей природного, техногенного, антропогенного, социального происхождения. В России продолжительность жизни составляет 66,6 лет (женщин – 71,7, мужчин – 58,3 года). 15 Сокращение продолжительности жизни населения и рост младенческой смертности в последние годы привели к тому, что во многих регионах России рождаемость оказалась ниже смертности. Все это говорит о том, что необходимо постоянно и настойчиво искать пути совершенствования безопасности жизнедеятельности. Общее направление научной и практической деятельности в области БЖД соответствует программе действий "Повестка дня на 21 век" (Материалы Всемирного форума в Рио-де-Жанейро, 1992 г.), заложившей основы дальнейшего развития Мира. В программе указано, что единственный способ обеспечить безопасное будущее – это комплексно решить проблемы развития экономики, сохранения окружающей среды и здоровья людей. Основу решений должно составить устойчивое развитие всех процессов, всемерная экономия ресурсов, безопасные и экологические технологии, просвещение и подготовка кадров в области безопасного взаимодействия с окружающей средой. Особое внимание в программе предлагается уделить подготовке будущих руководителей всех сфер деятельности. Важнейшую роль в деле сохранения здоровья населения в ближайшем будущем будет играть информация об опасностях среды обитания. Такая информация должна содержать значения и прогноз показателей негативности среды обитания, как в производственных помещениях, так и в регионах техносферы. Воздействие опасностей в условиях производства, города, жилища обычно происходит длительно, поэтому необходим постоянный контроль за параметрами состояния среды обитания по вредным факторам. Его реализуют системы мониторинга. Мониторинг – слежение за состоянием среды обитания и предупреждение о создающихся негативных ситуациях. Информационная стратегия государства по укреплению здоровья и профилактике болезней населения должна включать: регулярную информацию населения об опасностях среды обитания, в том числе и о токсичных выбросах и сбросах, выделяемых объектами эконо16 мики в окружающую среду; регулярную информацию работающих о негативных факторах производства и их влиянии на здоровье; информацию о состоянии здоровья населения региона и профессиональных заболеваниях; информацию о методах и средствах защиты от опасностей; информацию об ответственности руководителей предприятий за безопасное состояние среды обитания. 17 1 КРИТЕРИИ БЕЗОПАСНОСТИ 1.1 Безопасность, системы безопасности Безопасность – состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений. Говоря о реализации состояния безопасности, необходимо рассматривать объект защиты и совокупность опасностей, действующих на него Сегодня реально существуют следующие системы безопасности, представленные в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Системы безопасности Вид опасности, поле опасностей Объект защиты Опасности среды дея- Человек тельности человека Система безопасности Безопасность (охрана) труда Опасности среды деятельности и отдыха, горо- Человек да и жилища – опасности Безопасность жизнедеятельности человека техносферы Опасности техносферы Чрезвычайные опасности Природная среда Человек Охрана природной среды Защита в чрезвычай- биосферы и техносферы, в Природная среда ных ситуациях, пожар- том числе пожары, иони- Материальные ре- ная и радиационная за- зирущие воздействия сурсы Внешние и внутренние общегосударственные опасности щита Система безопасности Общество, нация страны, национальная безопасность 18 Окончание табл. 1.1 Опасности неконтролируемой и неуправляемой общечеловеческой дея- Человечество тельности (рост населе- Биосфера ния, оружие массового Техносфера Глобальная безопасность поражения, потепление климата и т.п.) Опасности космоса Человечество, плане- Космическая безопас- та Земля ность По объектам защиты, реально существующие в настоящее время системы безопасности, распадаются на следующие основные виды: — систему личной и коллективной безопасности человека в процессе его жизнедеятельности; — систему охраны природной среды (биосферы); — систему государственной безопасности; — систему глобальной безопасности. Решение задач, связанных с обеспечением безопасности жизнедеятельности человека, – фундамент для решения проблем безопасности на более высоких уровнях: техносферном, региональном, биосферном, глобальном. Таким образом, термин "опасность" описывает возможность осуществления некоторых условий технического, природного и социального характера, при наличии которых могут наступить неблагоприятные события и процессы, например, аварии на промышленных предприятиях, природные катастрофы или бедствия, экономические или социальные кризисы. Следовательно, "опасность" – это ситуация, постоянно присутствующая в окружающей и производственной среде и способная при определённых условиях привести к реализации нежелательного события - возникновению опасного фактора. Соответственно реализа- 19 ция опасности – это обычно случайное явление, и возникновение опасного фактора характеризуется вероятностью явления. Можно сказать, что безопасность – состояние действительности, при котором с определенной вероятностью исключено проявление опасности, т.е. состояние защищённости отдельных лиц, общества и природной среды от чрезмерной опасности. Критериями безопасности техносферы являются ограничения, вводимые на концентрации веществ, и потоки энергий в жизненном пространстве. Комфортное состояние жизненного пространства по показателям микроклимата и освещения достигается соблюдением нормативных требований. В качестве критериев комфортности устанавливают значения температуры воздуха в помещениях, его влажности и подвижности В качестве единиц измерения безопасности предлагается использовать показатели, характеризующие состояние техносферы, здоровья человека и состояние (качество) окружающей среды. Соответственно, целью процесса обеспечения безопасности является достижение максимально благоприятных показателей производственной среды, здоровья человека и высокого качества окружающей среды. В тех случаях, когда потоки масс и/или энергий от источника негативного воздействия в среду обитания могут нарастать стремительно и достигать чрезмерно высоких значений (например, при авариях) в качестве критерия безопасности принимают допустимую вероятность (риск) возникновения подобного события. 1.2 ПОНЯТИЕ РИСКА Риск – это мера ожидаемой неудачи, неблагополучия в деятельности, опасность наступления для здоровья человека неблагоприятных последствий; определённые явления, наступление которых содержит возможность материальных потерь. Для риска характерны неожиданность, внезапность наступления 20 опасной ситуации, что предлагает быстрые решительные действия по устранению или ослаблению воздействия источника опасности. Риск количественная характеристика действия опасностей, вероят- ность реализации негативного воздействия. Значение риска от конкретной опасности можно получить из статистики несчастных случаев, случаев заболевания, случаев насильственных действий на членов общества за различные промежутки времени: смена, сутки, неделя, квартал, год. "Риск" в настоящее время все чаще используется для оценки воздействия негативных факторов производства. Это связано с тем, что риск как количественную характеристику реализации опасностей можно использовать для оценки состояния условий труда, экономического ущерба, определяемого несчастным случаем и заболеваниями на производстве, формировать систему социальной политики на производстве (обеспечение компенсаций, льгот). Вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций применительно к техническим объектам и технологиям оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований. При использовании статистических данных величину риска определяют по формуле R = (Nчс / No) (1.1) Rдоп , где R – риск; Nчс – число чрезвычайных событий в год; Nо – обще число событий в год; Rдоп – допустимый риск. В настоящее время сложились представления о величинах приемлемого (допустимого) и неприемлемого риска. Неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативного воздействия более 10 – 3, приемлемый – менее 10– 6. При значениях риска от 10– 3 до 10– 6 принято различать переходную область значений риска. Вероятность возникновения опасности величина, существенно меньшая единицы. Кроме того, точки реализации опасности распределены в пространстве и времени. В терминах риска принято описывать и опасности от достоверных событий, происходящих с вероятностью, равной единице. Количественная оценка риска представляет собой процесс оценки чис21 ленных значений вероятности и последствий нежелательных процессов, явлений, событий. Опасности могут быть реализованы в форме травм или заболеваний только в том случае, если зона формирования опасностей (ноксосфера) пересекается с зоной деятельности человека (гомосфера). В производственных условиях это рабочая зона и источник опасности (один из элементов производственной среды). Риск для людей выражается двумя категориями: индивидуальный риск, определяемый как вероятность того, что человек испытывает определенное воздействие в ходе своей деятельности; социальный риск, определяе- мый как соотношение между числом людей, погибших от одной аварии, и вероятностью этой аварии. В производственных условиях различают индивидуальный и коллективный риск. Индивидуальный риск характеризует реализацию опасности определенного вида деятельности для конкретного индивидуума. Используемые в нашей стране показатели производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, такие как частота несчастных случаев и профессиональных заболеваний, являются выражением индивидуального производственного риска. Коллективный риск – это травмирование или гибель двух и более человек от воздействия опасных и вредных производственных факторов. Классификация источников опасности и уровни риска смерти человека представлены в таблице 1.2. Таблица 1.2 – Классификация источников и уровней риска смерти человека в промышленно развитых странах (R - число смертельных случаев чел.– 1 год– 1) Источник Причины Внутренняя среда Генетические и соматические организма человека заболевания, старение Среднее значение Rср = 0,6 – 1 10–2 22 Окончание табл.1.2 Rср = 1 10–6: Несчастный случай от стиЕстественная среда хийных бедствий (землеобитания трясения, ураганы, наводнения и др.) - наводнения 4 10–6; - землетрясения 3 10–5; - грозы 6 10–7; - ураганы 3 10–8 Несчастные случаи в быту, Техносфера на транспорте, заболевания от загрязнений окружаю- Rср = 1 10–3 щей среды Профессиональная деятельПрофессиональные заболеПрофессиональная деятельность ность: 10-4; вания, несчастные случаи - безопасная Rср на производстве (при про- - относительно безопасная фессиональной деятельности) Rср = 10-4 – 10-3; - опасная Rср = 10-3 – 10-2; - особо опасная Rср 102 Самоубийства, самоповреСоциальная среда ждения, преступные дейст- Rср = (0,5 – 1,5) 10-4 вия, военные действия и т.д. Использование риска в качестве единого индекса вреда при оценке действия различных негативных факторов на человека в настоящее время применяется для обоснованного сравнения безопасности различных отраслей экономики и типов работ, аргументации социальных преимуществ и льгот для определенной категории лиц. Достижение некоторого приемлемого индекса вреда риска является не только оценкой безопасности в какой-то одной отрасли промышленности, но и 23 для оценки изменения этого уровня безопасности со временем и при различных условиях труда. Это также важно для количественного установления диапазона риска по всей промышленности в целом так, чтобы безопасность пределов воздействия различных производственных факторов могла быть оценена в части перспективы профессионального риска вообще, его изменения и сокращения. Ожидаемый (прогнозируемый) риск R – это произведение частоты реализации конкретной опасности f на произведение вероятностей нахождения человека в "зоне риска" при различном регламенте технологического процесса. n R f pi (i=1, 2, 3, ...., n) (1.2) i где f – число несчастных случаев (смертельных исходов) от данной опасности чел-1 · год-1. (для отечественной практики f = Кч · 10– 3, т.е. соответствует значению коэффициента частоты Кч несчастного случая, деленного на 1000); n p i – произведение вероятностей нахождения работника в "зоне риска". i Использование формулы (1.2) для оценки вероятности производственного риска удобно тем, что основываясь на имеющихся на производстве данных о частоте несчастных случаев, можно прогнозировать величину возможного риска, так как регламент технологических процессов дает четкие сведения о времени взаимодействия человека с производственными опасностями в течение рабочего дня, недели, года, т.е. позволяет определить вероятность нахождения работника в "зоне риска". Такой прогноз очень полезен при формировании мероприятий по улучшению условий труда на производстве, так как использование формулы (1.2) позволяет определять величины рисков воздействия различных негативных факторов для конкретного технологического процесса производства, проводить оценку значимости каждого фактора с позиции безопасности, что и является основой формирования мероприятий по улучшению условий труда. Приемлемый риск. Это такой низкий уровень смертности, травматизма или инвалидности людей, который не влияет на экономические показатели предприятия, отрасли экономики или государства. 24 Необходимость формирования концепции приемлемого (допустимого) риска обусловлена невозможностью создания абсолютно безопасной деятельности (технологического процесса). Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения. Экономические возможности повышения безопасности технических систем не безграничны. Так, на производстве, затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности технических систем, можно нанести ущерб социальной сфере производства (сокращение затрат на приобретение спецодежды, медицинское обслуживание и др.). При увеличении затрат на совершенствование оборудования технический риск снижается, но растет социальный, Суммарный имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферу. Это обстоятельство надо учитывать при выборе приемлемого риска. Подход к оценке приемлемого риска очень широк. В настоящее время по международной договоренности принято считать, что действие техногенных опасностей (технический риск) должно находиться в пределах от 10– 7 – 10– 6 (смертельных случаев чел–1·год–1) ,а величина 10– 6 является максимально приемлемым уровнем индивидуального риска. В национальных правилах эта величина используется для оценки пожарной безопасности и радиационной безопасности. Мотивированный (обоснованный) и немотивированный (необоснованный) риск. В случае производственных аварий, пожаров, в целях спасения людей, пострадавших от аварий и пожаров, человеку приходится идти на риск. Обоснованность такого риска определяется необходимостью оказания помощи пострадавшим людям, желанием спасти от разрушения дорогостоящее оборудование или сооружения предприятий. Нежелание работников на производстве руководствоваться действующими требованиями безопасности технологических процессов, неиспользование 25 средств индивидуальной защиты и т.п. может сформировать необоснованный риск, как правило, приводящий к травмам и формирующий предпосылки аварий на производстве. Сегодня оценка риска является единственным аналитическим инструментом, позволяющим определить факторы риска для здоровья человека, их соотношение и на этой базе очертить приоритеты деятельность по минимизации риска. Оценка риска – это анализ происхождения (возникновения) и масштабы риска в конкретной ситуации. Рисунок 1.1 – Схема оценки риска Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализ последствий и их сочетание. Анализ риска проводится по следующей общей схеме: 1. Планирование и организация 2. Идентификация опасностей 2.1. Выявление опасностей 26 2.2. Предварительная оценка характеристик опасностей 3. Оценка риска 3.1. Анализ частоты 3.2. Анализ последствий 3.3. Анализ неопределенностей 4. Разработка рекомендаций по управлению риском. 1.3 БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Многие машины и конструкции следует рассматривать как источники повышенной опасности для людей и окружающей среды. Это неизбежный побочный результат научно-технического прогресса. Значительное место в проблеме безопасности занимает безопасность при нормальной эксплуатации. Когда возникновение опасности для жизни и здоровья людей и для окружающей среды вызвано нарушениями работоспособности объекта, т.е. его отказом, необходимо особое внимание уделять обеспечению безотказности. Такие отказы должны быть исключены посредством технических и организационных мер, либо вероятность их возникновения в течение нормативного срока службы должна быть снижена до минимума. Отказы, приводящие к тяжелым последствиям, отнесены к категории "критических". К авариям относятся все отказы, наступление которых связано с угрозой для людей и окружающей среды, а также с серьезным экономическим и моральным ущербом. Аварии могут быть связаны как с исключительными воздействиями (ударными нагрузками, ураганами, наводнениями, пожарами), так и с неблагоприятным сочетанием обычных нагрузок с весьма малой вероятностью появления. Исходной причиной аварии могут служить крупные ошибки, допущенные при проектировании, расчете, изготовлении, монтаже, эксплуатации и техниче- 27 ском обслуживании, а также сочетания этих ошибок с неблагоприятными внешними условиями, не зависящими от технического персонала. Основным показателем безотказности технического объекта с точки зрения его надежности является вероятность безотказной работы P(t ) – вероятность того, что в заданном интервале времени t=Т не возникнет отказа этого объекта. Значение P (t ) , как всякой вероятности, может находиться в пределах P(t ) 1. Вероятность безотказной работы P(t ) и вероятность отказа F (t ) об- разуют полную группу событий, поэтому P(t)+F(t)=1 (1.3) Допустимое значение P (t ) выбирается в зависимости от степени опасности отказа. Например, для отечественных изделий авиационной техники допустимые значения P (t ) = 0,999 и выше, т.е. практически равны единице. P (t ) Рисунок 1.2 – График функции безотказной работы технического объекта При высоких требованиях к надежности объекта задаются допустимым значением P (t ) = % и определяют время работы объекта t=Т , соответствующее данной регламентированной вероятности безотказной работы. Значение Т называется "гамма-процентным ресурсом" и по его значению судят о большей или меньшей безотказности объектов. Причина возникновения внезапных отказов не связана с изменением состояния объекта и временем его предыдущей работы, а зависит от уровня внешних воздействий. Внезапные отказы оцениваются интенсивностью отказов вероятностью возникновения отказа в единицу времени при условии, что до этого момента времени отказ не возник: 28 F( t t t ) 1 P( t t ) (1.4) . t Основная закономерность теории надежности t λdt P(t) e t λ(t)dt exp (1.5) . При = const получим экспоненциальный закон надежности P(t) e t . Показатель (1.6) измеряется числом отказов в единицу времени (1/ч). Средний срок службы до отказа для экспоненциального закона будет Tср 1 (1.7) . Т.е. можно записать Р(t ) е t Tср (1.8) Для значений P (t ) >0,9 можно представить P(t ) 1 t 1 t Tср (1.9) Вероятность безотказной работы такой системы равна произведению вероятностей безотказной работы элементов n P(t ) P1 P2 P3 ... Pn pi (1.10) i 1 Сложные системы, состоящие из элементов высокой надежности, могут обладать низкой надежностью за счет наличия большого числа элементов. Например, если узел состоит из 50 деталей, а вероятность безотказной работы каждой детали за выбранный промежуток времени составляет Рi = 0,99, то вероятность безотказной работы узла будет Р(t )= (0,99)50 0,55. При внезапных отказах, которые подчиняются экспоненциальному закону 29 n P(t ) e it e ( 1 2 ... n )i e 0t , (1.11) i 1 n где i параметр сложной системы. i 1 Для повышения надежности сложных систем можно применять резервирование, т.е. создавать дублирующие элементы. При выходе из строя одного из элементов дублер выполняет его функции, и узел не прекращает своей работы При постоянном (нагруженном) резервировании, когда резервные элементы постоянно присоединены к основным и находятся в одинаковом с ними режиме работы, отказ системы является сложным событием, которое будет иметь место при условии отказа всех элементов. Вероятность совместного появления всех отказов (по теореме умножения) составит m F (t ) F1 F2 ... Fn Fi (1.12) i 1 Поэтому безотказность системы с параллельно резервированными элементами будет m P(t ) 1 m Fi 1 i 1 (1 Pi ) (1.13) i 1 Например, если вероятность безотказной работы каждого элемента Рi=0,9, а m = 3, то P (t ) =1–(0,1)3=0,999. Таким образом, вероятность безотказной работы системы резко повысится, и становится возможным создание надежных систем из ненадежных элементов. Путем применения теории риска можно оценить неточности, возникающие при расчете и проектировании конструкций. Вероятностный метод вычисления риска позволяет получить новую информацию о том, какое влияние на величину риска оказывают разные источники неопределенности в процессе расчета и проектирования конструкции и как это отражается на окончательном проекте. Однако при использовании численных методов возникают неточности 30 расчета, оценка которых приобретает особое значение при определении вероятного риска. При решении многих инженерных задач приходится определять риск, который возникает как результат облегчения той или иной конструкции. Риск определяется на основе обработки статистическими методами большого числа наблюдений. Величина риска зависит от ожидаемой выгоды. Как правило, повышение величины риска приводит к снижению расходов на создание конструкции и увеличению ожидаемой выгоды. Но вместе с тем это повышение может повлечь за собой разрушение конструкций в более короткий срок. Поэтому определение принимаемой величины риска является весьма ответственной задачей, которая может быть правильно решена только путем проведения глубокого статистического анализа. Функциональная зависимость между величиной риска и ожидаемой выгодой выражается нелинейным законом, как это показано на рисунке 1.3. Построенная на этом рисунке кривая делит координатную плоскость на две части. Справа от кривой расположены значения, которые могут быть при известных условиях приняты (эта область заштрихована). Точки, расположенные слева от кривой, относятся к неприемлемым значениям. Коэффициент надежности вычисляется для каждой намеченной схемы разрушения по формуле n Frf ( Ri )i (1.14) i 1 где Ri – множитель, характеризующий коэффициент надежности для каждой схемы. 31 Рисунок 1.3 – Зависимость величины риска от затрат Зависимость между вероятностью Р разрушения, выраженной в процентах, и коэффициентом надежности F получается в виде Р=10 % – F=3,5; Р=1 % – F=10; Р=0.1 % – F=20. Вероятность того, что разрушение произойдет по выбранной последовательности событий D, вычисляется по формуле n PD 1 n (1 Pi ) i 1 mj PD (1 Pi ) m j 1 (1.15) i 1 где mj – число участков для выбранной схемы разрушения. Величина риска для механических систем, находящихся под воздействием внешних сил и температуры, существенно влияет на условия разрушения конструкций, поэтому необходимо изучить и эти условия. Для того чтобы установить критическое состояние, соответствующее катастрофическому разрушению конструкции, необходимо рассмотреть вызывающие его причины. Обычно критерием разрушения считают предельную нагрузку или повторяющуюся нагрузку, в результате которой возникает эффект усталости или развитие пластических деформаций. Нередко оба эти критерия объединяются. Для определения вероятности разрушения конструкции в качестве основного пока32 зателя принимается ожидаемое число N повторений нагрузки в течение срока эксплуатации конструкции и вводятся две функции, а именно функция надежности L(N) и функция риска P(N) = [1-L(N)], которые выражают вероятность сохранности или разрушения конструкции в зависимости от условного "возраста" конструкции, характеризуемого числом N. Таким путем удается получить решение в указанных выше случаях. Очень часто понятие риска связывают с оценкой возможного ущерба. Однако при этом не учитывается возможная выгода, получаемая в результате принятого риска. Поэтому для правильного понимания существа вопроса рекомендуют определять риск как возможность отклонения принятого решения от той величины, которая соответствует условиям эксплуатации объекта. 33 2 ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА При многообразии видов деятельности человека основное определенное значение имеет труд – высшая форма деятельности. Характер и организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на изменение функционального состояния организма человека и определяются: физическими перегрузками, статистическими и динамическими; физиологически недостаточной двигательной активностью и нервно-психологическими перегрузками. Проблемой оптимизации взаимоотношений человека с машиной и производственной средой в трудовом процессе занимаются такие науки как эргономика, физиология труда, гигиена труда, психология труда и ряд других научных дисциплин. Эргономика – научная дисциплина, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него оптимальных условий труда, т.е. комплексно изучающая систему «человек-машинасреда». Физиология труда – раздел физиологии, изучающий функциональное состояние организма человека под влиянием его рабочей деятельности и организацию трудового процесса, способствующих длительному поддержанию работоспособности человека. Гигиена труда – профилактическая медицина, изучающая условия и характер труда, их влияние на здоровье и функциональное состояние человека и разрабатывающая научные основы и практические меры, направленные на профилактику вредного и опасного действия факторов производственной среды и трудового процесса на работающих. Психология труда – раздел психологии, посвященный изучению психологических особенностей деятельности человека в целях повышения производительности труда и формирования профессионально важных качеств личности. Многообразные формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд. В термин физический (мускульный) труд вкладывается ха34 рактеристика уровня производительности сил, когда человек выступает в трудовом процессе, как источник мышечной энергии, которой приданы элементарные орудия труда. Оптимальной чертой физического труда является непосредственный контакт человека с предметами труда и производством конкретной продукции при относительно простой программе действий. В зависимости от массы вовлекаемых в работу мышц различают три разновидности физических нагрузок: • общая (участвуют в работе более 2/3 мышц человека); • региональная (отдельные части тела, от 2/3 до 1/3 мышц); • локальная (небольшие группы мышц, менее 1/3 мышц). Физическая нагрузка может быть разделена на динамическую и статическую. Динамическая работа – процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, тела или его частей в пространстве. Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку определенной рабочей позы. В зависимости от общих энергозатрат организма (без учета напряженности, нервной нагрузки, монотонности и т.п.), работы подразделяются на легкие, средней тяжести и тяжелые физические. Легкие физические работы (категория I) выполняются сидя, стоя, могут быть связаны с ходьбой, но не требуют систематического физического напряжения: категория Iа энергозатраты составляют до 139 Вт; Iб энергоза- траты составляют от 140 до 174 Вт. Физические работы средней тяжести (категория II) имеют 2 подразделения: категория IIа, к которой относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, энергозатраты – 175…232 Вт; категория IIб, к которой относятся работы, связанные с ходьбой и переноской небольших тяжестей до 10 кг, энергозатраты – 232…290 Вт. 35 Тяжелые физические работы (категория III) связаны с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением и переноской значительных тяжестей свыше 10 кг, энергозатраты – более 290 Вт. В современных формах трудовой деятельности чисто физический труд практически не встречается или 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; • формы интеллектуального (умственного) труда. Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующие преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной среды. Формы интеллектуального труда подразделяются на: • операторский; • управленческий; • творческий; • труд медицинских работников; • труд преподавателей; • труд учащихся. Энергозатраты человека в процессе жизнедеятельности зависят от мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий (t°, ω%, скорость движения воздуха и т.д.). Уровень энергозатрат определяют методом непрямой калориметрии, т.е. полного газового анализа (учитывается объем потребляемого кислорода и вы36 деленного углекислого газа). Суточные затраты энергии в МДж составляют: • для работников умственного труда – 10.5…11.7; • для работников механизированного труда и сферы обслуживания – 11.3-12.5; • для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочники, хирурги, сельскохозяйственные работники) – 12.5…15.5; • для работников, выполняющих тяжелую работу (лесорубы, грузчики, металлурги, горнорабочие) – 16.3…18. Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемой работы. Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. Функциональное напряжение 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 мощности производимой работы с учетом вида нагрузок (статические или динамические) и нагружаемых мышц. (Руководство "Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса") Методика оценки тяжести трудового процесса 1. Физическая динамическая нагрузка 2. Масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную 3. Стереотипные рабочие движения (количество за смену) 4. Статическая нагрузка 5. Рабочая поза 37 6. Наклоны корпуса 7. Перемещение в пространстве 8. Общая оценка тяжести трудового процесса Основными показателями тяжести трудового процесса являются: - физическая динамическая нагрузка; - масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную; - стереотипные рабочие движения; - статическая нагрузка; - рабочая поза; - наклоны корпуса; - перемещение в пространстве. Каждый из указанных факторов трудового процесса для количественного измерения и оценки требует своего подхода. 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 учитываются так называемые эргономические показатели – сменность труда, поза, число движений, число повторений одной операции (монотонность труда), зрительное напряжение и т.п. Методика оценки напряженности трудового процесса 1. Нагрузки интеллектуального характера 2. Сенсорные нагрузки 3. Эмоциональные нагрузки 4. Монотонность нагрузок 5. Режим работы 6. Общая оценка напряженности трудового процесса При использовании критериев необходимо учитывать следующее: когда один и тот же вид труда по разным критериям попадает в разные категории, окончательная оценка должна определяться по одному обязательному (облигаторному) и двум дополнительным (факультативным) критериям. К числу обя38 зательных критериев по тяжести труда относятся: мощность работы и величина статического усилия, а по напряженности: внимание, плотность сигналов, эмоциональное напряжение. В соответствии с этой методикой оба показателя - тяжесть и напряженность – оцениваются по отдельности, т.е. результат оценки представляется в виде раздельного указания категории тяжести и категории напряженности. Условия труда совокупность факторов трудового процесса и произ- водственной среды, в которой осуществляется деятельность человека. Для оценки условий труда на рабочих местах и определения доплаты рабочим за условия труда существует типовое положение. В соответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.2006-05) различают условия труда 4 классов: 1-й оптимальные; 2-й допустимые; 3-й – вредные; 4-й экстремальные (опасные). Оптимальные условия труда обеспечивают максимальную производительность и минимальную напряженность организма человека, (односменная работа, отсутствие вредных веществ, шума, вибрации, электромагнитные излучения в пределах фона; параметры микроклимата оптимальные). Допустимые условия труда не должны нарушать здоровье человека. Однако при них, возможно, некоторое напряжение отдельных органов (параметры микроклимата – допустимые, вредные вещества – в пределах допустимых концентраций и т.п.). Изменения функционального состояния организма восстанавливается во время отдыха. Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающие неблагоприятное воздействие на организм работающего и (или) его потомство. Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работающих подразделяются на 4 степени вредности: 39 1 степень 3 класса (3.1) условия труда характеризуются такими откло- нениями уровней вредных факторов от гигиенических нормативов, которые вызывают функциональные изменения, восстанавливающиеся, как правило, при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами и увеличивают риск повреждения здоровья; 2 степень 3 класса (3.2) уровни вредных факторов, вызывающие стой- кие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению производственно обусловленной заболеваемости (что проявляется повышением уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности и, в первую очередь, теми болезнями, которые отражают состояние наиболее уязвимых органов и систем для данных вредных факторов), появлению начальных признаков или легких (без потери профессиональной трудоспособности) форм профессиональных заболеваний, возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 и более лет); 3 степень 3 класса (3.3) условия труда, характеризующиеся такими уровнями вредных факторов, воздействие которых приводит к развитию, как правило, профессиональных болезней легкой и средней степеней тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности) в периоде трудовой деятельности, росту хронической (производственно-обусловленной) патологии, включая повышенные уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности; 4 степень 3 класса (3.4) условия труда, при которых могут возникать тяжелые формы профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), отмечается значительный рост числа хронических заболеваний и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности. Экстремальные (опасные) условия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений, в т.ч. и тяжелых форм. Вредные и опасные условия труда характеризуются некоторым превышением допустимых норм и в зависимости от степени превышения делятся на 40 три степени. Степень вредности факторов производственной среды, тяжести и напряженности работ устанавливается в баллах. Количество баллов по каждому фактору (Х фi ) представляется в карте условий труда, учитывая продолжительность его действия в течение смены X Фi X СТi Ti , (2.1) где X СТi – степень вредности фактора или тяжести работ, устанавливаемая по показаниям гигиенической классификации труда; Ti = τфi / τp.c.i – отношение времени действия данного фактора (τфi) к продолжи- тельности рабочей смены (τp.c.i). Если τфi > 90 % τp.c.i, то Ti =1.0. Условия труда для определения конкретных размеров доплат оценивают по сумме значений фактических степеней вредности, тяжести и напряже нности труда Хфак= Хф1+ Хф2+ ... + Хфn = n хфi . (2.2) i 1 Категорию тяжести и напряженности труда определяют расчетным путем. Для этого каждый фактор производственных условий оценивают по шестибалльной системе с помощью специальных таблиц. Интегральная оценка тяжести и напряженности труда рассчитывается по формуле ИT хОП хij (6 xОП ) /( n 1)6 101, (2.3) где xоп – определяющий (самый большой по баллу) элемент условий труда на jом рабочем месте; ∑ – сумма баллов всех i-ых биологически значимых элементов без определяющего элемента на j-ом рабочем месте; n – число всех элементов, имеющихся на рабочем месте; xij – балльная оценка i-го фактора на j-ом рабочем месте. Каждый элемент условий труда на рабочем месте получает оценку от 1 до 6 в зависимости от своей величины и продолжительности действия (экспозиции). При экспозиции меньше 90% времени восьмичасовой рабочей смены фактическая оценка элемента в баллах составит xфi xmaxTфi / 480, (2.4) 41 где xmax– максимальная оценка элемента при экспозиции от 90% и более; Tфi – фактическая продолжительность действия элемента в течение рабо- чей смены, мин; 480 – фон рабочего времени восьмичасовой рабочей смены, мин. В этом случае вместо xij в формуле (2.3) расчета ИТ используют xфi . При наличии на рабочем месте факторов, имеющих с учетом экспозиции оценку 2 балла и более, в расчет оценки принимают только эти биологически значимые факторы. Факторы с оценкой 1 и 2 балла в расчет не принимают. Категорию тяжести и напряженности труда определяют по интегральной оценке ИТ Таблица 2.1 Категория тяжести труда Интегральная оценка ИТ, балл I II III IV V VI 18 19 - 33 34 - 45 46 - 53 54 - 59 50,1 60 Пример. Определить категорию тяжести труда на рабочем месте, исходя из данных, приведенных в таблице 2.2. Таблица 2.2 – Характеристика факторов условий труда Фактор Максимальная Фактическая продолжи- Фактическая оценка фактора, тельность действия факто- оценка тяжести, балл ра, мин балл X1 4 180 1,5 X2 5 360 3,75 X3 6 200 2,5 ИТ = [3,75 + (1,5 + 2,5)·(6 – 3,75)/(3 - 1) 6] 10 = 45 Следовательно, на рабочем месте используется труд III категории тяже42 сти и напряженности труда. При оценки тяжести физического труда пользуются показателями динамической и статической нагрузки. Показатели динамической нагрузки: — масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную; — расстояние перемещения груза; — мощность выполняемой работы: при работе с участием мышц нижних конечностей и туловища, с преимущественным участием мышц плечевого пояса; — мелкие, стереотипные движения кистей и пальцев рук, количество за смену; — перемещение в пространстве (переходы, обусловленные технологическим процессом), км. Показатели статической нагрузки: — масса удерживаемого груза, кг; — продолжительность удерживания груза, с; — статическая нагрузка за рабочую смену, Н, при удержании груза: одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног; — рабочая поза, нахождение в наклонном положении, процент сменного времени; — вынужденные наклоны корпуса более 30°, количество за смену; — линейный пространственный компоновочный параметр элементов производственного оборудования и рабочего места, мм; — угловой пространственно-компоновочный параметр элементов производственного оборудования и рабочего места, угол обзора; — значение сопротивления приводных элементов органов управления (усилие, необходимое для перемещения органов управления), Н. Динамическую физическую нагрузку определяют, как правило, одним из следующих показателей: 1) работой (кг·м); 2) мощностью усилия (Вт). Статическую физическую нагрузку определяют в кг/с. Для определения динамической работы, выполняемой человеком в каж43 дом отдельном отрезке рабочей смены, рекомендуется пользоваться следующей формулой W = (PH+(PL/9)+(PH1/2))K , где (2.5) W – работа, кг м; Р – масса груза, кг; H – высота, на которую помещают груз из исходного положения, м; L – расстояние, на которое перемещают груз по горизонтали, м; Н1 – расстояние, на которое опускают груз, м; К – коэффициент, равный 6. Для расчета среднесменной мощности следует суммировать работу, произ- веденную человеком за всю смену, и разделить ее на длительность смены N=WK1/t , где (2.6) N – мощность, Вт, t – длительность смены, с; К1 – коэффициент перевода работы (W) из кг·м в Джоуль (Дж), равный 9,8. Статическая нагрузка – это усилия на мышцы человека без перемещения тела или его отдельных частей. Величина статической нагрузки определяется произведением величины усилия на время поддержания (в случае различных величин усилий время поддержания каждого из них определяют отдельно, находят произведения величины усилия на время поддержания и затем эти произведения суммируют). При оценке напряженности умственного труда используют показатели внимания, напряженности зрительной работы и слуха, монотонности труда. 44 3 ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ОТБОР ОПЕРАТОРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 3.1 ПРОФОТБОР Задача профотбора – определение пригодности человека к данной работе. При этом следует различать готовность и пригодность к работе по той или иной профессии. Профессиональная готовность определяется исходя из уровня образования, опыта и подготовки исполнителя. Профессиональная пригодность устанавливается с учетом степени соответствия индивидуальных психофизиологических качеств данного человека конкретному виду деятельности. Профотбор представляет собой специально организуемое исследование, основанное на четких качественных и количественных оценках с помощью ранжированных шкал, позволяющих не только выявить, но и измерить присущие человеку свойства с тем, чтобы сопоставить их с нормативами, определяющими пригодность к данной профессии. Для изучения профессионально важных качеств человека используют анкетный, аппаратурный и тестовый методы. Анкетный метод заключается в том, что с помощью определенным образом сформулированных и сгруппированных вопросов получают информацию о профессиональных интересах и некоторых свойствах человека. Анкеты могут быть самооценочными, когда испытуемый сам дает оценку своих качеств, и внешнеоценочными, когда оценку дает эксперт на основе обобщения данных, получаемых от лиц, длительное время наблюдавших за испытуемым. Аппаратурный метод состоит в том, что отдельные психофизиологические факторы выявляют и оценивают с помощью специально сконструированных приборов и аппаратуры. Наряду с приборами, обеспечивающими общее исследование психофизиологических свойств, на предприятиях конструируются установки, имитирующие тот или иной трудовой процесс. Они служат для 45 определения наличия у испытуемого качеств, важных для данной работы, а также как тренажеры при обучении соответствующей профессии. Тестовый метод располагает наборами тестов, предлагаемых испытуемому, в процессе решения которых выявляются те или иные психофизиологические свойства. Этот метод в настоящее время активно используется за рубежом. Тесты делятся на следующие группы: - тесты определения способностей, которые служат для установления общего уровня интеллекта, пространственного воображения, точности восприятия, психомоторных способностей; - тесты проверки зрения и слуха, назначение которых вытекает из самого названия; - личностные тесты, ставящие цель оценить такие качества, как импульсивность, активность, чувство ответственности, уравновешенность, общительность, осторожность, уверенность в себе, оригинальность мышления; - тесты определения уровня квалификации, применяемые для проверки профессиональных навыков. Исходным материалом для проведения работы по профессиональному подбору (отбору) являются профессиограммы, которые составляются на соответствующие профессии на основе всестороннего изучения трудового процесса, проведения необходимых исследований, опроса самих работников, использования литературных источников. Профессиограммы представляют собой описание профессионально важных свойств и качеств. В них объективные особенности трудового процессатехнические, технологические, организационные- находят выражение в физиологических, психических и социально-психологических показателях. Перечень этих показателей приведен в таблице 3.1. По своим психофизиологическим свойствам люди различаются, и эти различия необходимо учитывать. Причем большинство свойств в силу масштабности человеческого организма развивается и изменяется в процессе ин46 дивидуальной жизни. Направление воспитания и обучения дает положительный эффект, однако степень его может быть неодинакова, так как имеются относительные ограничения изменчивости и психофизиологических свойств человека, таких, как пороги ощущения, объем оперативной памяти. Поэтому профессиональный психологический отбор операторов ставит задачу выявить людей, у которых процесс обучения дает максимальный эффект при минимальном времени обучения. Ниже приведены психофизиологические признаки, которые учитываются при отборе операторов. Таблица 3.1 – Профессиональные показатели важных свойств и качеств личности Группы Виды показателей Затраты мышечной энергии Выносливость к физическим усилиям 1 Физические Динамическая и статическая нагрузки Выносливость к климатическим изменениям Сила рук Острота и точность зрения, слуха, тактильных и кинестетических ощущений 2 Психосенсорные Чувствительность к различию ощущений Восприятие предметов в статическом положении и движении Восприятие пространства и времени 47 Окончание табл.3.1 Темп движения Скорость двигательной реакции 3 Психомоторные Ритм Координация движений Устойчивость движений Точность движений Особенность внимания Наблюдательность Зрительная, слуховая и двигательная па- 4 Интеллектуальная сфера мять Воображение Особенности мышления Понимание технических устройств и существа техпроцессов Тип наивысшей нервной деятельности Эмоционально-волевые качества Целеустремленность 5 Темперамент и Настойчивость характер Старательность Инициативность Активность Организованность 6 Социальнопсихологические Способность к сотрудничеству Чувство товарищества и коллективизма Отношение к труду Профессиональная пригодность: положительная мотивация к данной специальности; порог ощущения опасности; хороший глазомер; устойчивость, 48 концентрация, распределение внимания; нормальное состояние двигательного аппарата; высокая пропускная способность анализаторов и т.д. Профессиональная непригодность: наличие хронического заболевания и травм; низкий порог ощущения опасности; плохое зрение; невнимательность, рассеянность; отсутствие положительной мотивации к данной работе и т.д. 3.2 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА В общем виде деятельность человека-оператора характеризуется быстродействием и надежностью. Критерием быстродействия является время решения задачи, т.е. время от момента реагирования оператора на поступивший сигнал до момента окончания управляющих воздействий. Обычно это время прямо пропорционально количеству преобразуемой человеком информации Ton где а a bh a ( H / Von ) , (3.1) скрытое время реакции, т.е. промежуток времени от момента появле- ния сигнала до реакции на него оператора и его значения находятся в пределах 0,2…0,6 с; b время переработки одной единицы информации (0,15…0,35 м); Н- количество перерабатываемой информации; Vоп средняя скорость переработки информации (2… 4 ед/с) или пропу- скная способность. Пропускная способность (Vоп) характеризует время, в течение которого оператор постигает смысл информации. Зависит от его психологических особенностей, типа задач, технических и эргономических особенностей систем управления. Надежность человека-оператора определяет его способность выполнять в полном объеме возложенные на него функции при определенных условиях работы. Надежность деятельности оператора характеризует его безошибочность, готовность, восстанавливаемость, своевременность и точность. Без49 ошибочность оценивается вероятностью безошибочной работы, которая определяется как на уровне отдельной операции, так и в целом. Вероятность Рj безошибочного выполнения операций j-го вида и интенсивность ошибок, допущенных при этом, применительно к фазе устойчивой работы определяется на основе статистических данных Pi где N j Comj / N j j Comj / N jT j , (3.2) Nj, Сотj, общее число выполняемых операций j-го вида и допущенное при этом число ошибок; Tj среднее время выполнения операции j-го вида. Вероятность безошибочного выполнения всей операции в целом определяется при экспоненциальном распределении времени r P0 exp r j Tj K j exp j 1 где Kj j 1 (1 Pj ) K j , (3.3) число выполняемых операций j-го вида; r – число различных видов операций (j=1, r). Коэффициент готовности характеризует вероятность включения человека-оператора в работу в любой произвольный момент времени Kon = 1 – (Тб/Т ) , где Тб (3.4) время, в течение которого человек не может принять поступившую к нему информацию; Т общее время работы человека-оператора. Восстанавливаемость оператора оценивается вероятностью исправлений им допущенной ошибки PВ где Рk Робн Рн Рк Робн Рн (3.5) вероятность выдачи сигнала контрольной системой; вероятность обнаружения сигнала оператором; вероятность исправления ошибочных действий при повторном вы- полнении всей операции. Этот показатель позволяет оценить возможность самоконтроля операто50 ром своих действий и исправления допущенных им ошибок. Своевременность действий оператора оценивается вероятностью выполнения задачи в течение заданного времени t Pсв Р{t t } f(t)dt , (3.6) где f(t) функция распределения времени решения задачи оператором; t" – лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка. Эта же вероятность может быть определена и по статистическим данным как Pсв где N и Nнс (N N нс )/N (3.7) общее и несвоевременное выполненное число задач. Точность степень отклонения измеряемого оператором количественно- го параметра системы от его истинного, заданного или номинального значения. Количественно этот параметр оценивается погрешностью, с которой оператор измеряет, устанавливает или регулирует данный параметр A где Аи, Аон Au Aon (3.8) истинное или номинальное значение параметра; фактическое измеряемое или регулируемое оператором значение этого параметра. Значение погрешности, превысившее допустимые пределы, является ошибкой и ее следует учитывать при оценке надежности. Точность оператора зависит: от характеристик сигнала, сложности задачи, условий и темпа работы, функционального состояния нервной системы, квалификации, утомляемости и других факторов. Оценка надежности системы "человек – машина". Прежде чем приступить к рассмотрению надежности системы "человек – машина", следует пояснить основные положения теории надежности технических систем, поскольку эти понятия надежности (с учетом специфических особенностей человека) применимы к данной системе. 51 Под надежностью системы (или ее элемента) понимают свойство выполнять заданные функции в течение определенного времени при заданных условиях работы. Надежность следует понимать как совокупность трех свойств: безотказности, восстанавливаемости и долговечности. Фундаментальным понятием теории надежности является понятие отказа. Под отказом понимают случайное событие, состоящее в том, что система (элемент) полностью или частично утрачивает свою работоспособность, в результате чего заданные системе (элементу) функции не выполняются. Оценка надежности системы "человек – машина" может производиться различными методами: аналитическим, экспериментальным, имитационным. На этапах проектирования преобладают расчетные методы, которые основаны на статистических данных о надежности и скорости выполнения заданных фукнций оператором, о надежности технических средств, влиянии различных факторов внешней среды на надежность техники, взаимном влиянии оператора и техники и пр. В системотехническом методе оценки надежности СЧМ человек представляется в виде компонента системы. При этом выделяются следующие случаи оценки надежности системы при взаимодействии технических средств и человека-оператора при допущении, что отказы техники и ошибки оператора являются редкими, случайными и независимыми событиями, что появление более одного однотипного события за время работы системы от t0 до t0 + 1 практически невозможно, что способности оператора к компенсации ошибок и безошибочной работе – независимые свойства оператора. Если компенсация ошибок оператора и отказов техники невозможна, то вероятность безотказной работы системы Pi (t0t ) где PT(to,t) Pt (t0t ) P0 (t ) (3.9) вероятность безотказной работы технических средств в течение времени (t0, t0 + 1); P0(t) вероятность безошибочной работы оператора в течение времени t при условии, что техника работает безотказно; 52 t0 общее время эксплуатации системы; t рассматриваемый период работы. При "мгновенной" компенсации ошибок оператора с вероятностью P вероятность безотказной работы системы P2 (t0 , t ) PT (t0 , t ) P0 (t ) 1 p0 (t ) (3.10) В случае компенсации только отказов технических средств вероятность безотказной работы системы P3 (t 0 , t ) P0 (t ) Pt (t 0 , t ) Pk (t 0 , t , ) (3.11) где Pk(t0,t,δ) – условная вероятность безотказной работы системы в течение времени (t0 + t) с компенсацией последствий отказов, при условии, что в момент (t0< 5 (объект резко выделяется на фоне); средним при К = 0,2 - 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым при К < 0,2 (объект слабо заметен на фоне); - коэффициент пульсации освещенности kЕ - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока. Коэффициент пульсации рассчитывается по формуле kE E max 2E E min 100 % , (4.6) ср где Emax, Emin, Ecp – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний; 58 - показатель ослепленности Po - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой. Величина Pо определяется по формуле Pо V1 V2 1 1000 , (4.7) где V1, V2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.д. 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 V К К пор , (4.8) где Кпор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на этом фоне; - блесткость – повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая ослепленность. Различают прямую и отраженную блесткость. 4.2 ВИДЫ И СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ При освещении производственных помещений используют: • естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющееся в зависимости от географической широты, времени года, суток, степени облачности, прозрачности атмосферы и других факторов; • искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света; • совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным. 59 Конструктивно естественное освещение подразделяется на: - боковое (одно- и многостороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; - верхнее, осуществляемое через аэрационные и защитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях; - комбинированное - сочетание верхнего и бокового освещения. Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов: общее и комбинированное. Система общего освещения применяется в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сборочные, гальванические цеха, а также административные, конторские и складские помещения). Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади помещения без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест). При выполнении точных зрительных работ (слесарные, токарные, фрезерные, контрольные и т.п.) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное освещение. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резки тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное. Рабочее освещение предназначено для обеспечения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений. 60 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.п. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5% от нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк. К специальному освещению относят: дежурное, эвакуационное, охранное, эритемное, бактерицидное и др. Дежурное освещение - это освещение в нерабочее время. Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственных помещений при авариях или отключениях рабочего освещения и организуется в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 человек. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступенях при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, а на открытых территориях - не менее 0,2 лк. Охранное освещение устраивают вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк. Эритемное (от греч. - краснота, покраснение кожи) освещение (облучение) создается в производственных помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Электромагнитные лучи с длиной волны 0,297 мкм, оказывают благоприятное эритемное воздействие на кровообращение, дыхание и другие функции организма человека. Бактерицидное облучение создается в производственных помещениях, где необходимо обеззаразить воздух, питьевую воду, продукты питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,254 - 0,257 мкм. 61 4.3 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 Emin) 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. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 200 лк для газоразрядных ламп Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 10...40 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, выбран62 ного по характеристике зрительной работы. Увеличение освещенности следует предусматривать, например, при повышенной опасности травматизма или при выполнении напряженной зрительной работы I...IV 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 (е), не зависящий от вышеуказанных параметров. КЕО — это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Евн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Енар, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах, т.е. e Е вн Е нар (4.9) 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 точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от окна; при двустороннем в точке посередине помещения; в помещениях с верхним и комби- нированным освещением нормируется среднее значение КЕО. Нормированное значение КЕО с учетом характеристики зрительной работы, системы освещения, района расположения зданий на территории страны е N = е Н mN (4.10) где eн — коэффициент естественной освещенности; определяется по СНиП 2305 — 95; тN — коэффициент светового климата, определяется в зависимости от номера группы административного района и ориентации световых проемов по сторонам горизонта. 63 4.4 ИСТОЧНИКИ СВЕТА И ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Искусственное освещение повсеместно используется как в дневное, так и в ночное время. Установки искусственного освещения требуют больших материальных затрат, электроэнергии и человеческого труда. Однако эти затраты с избытком окупаются тем, что обеспечивается возможность нормальной жизни и деятельности людей в условиях отсутствия или недостаточности естественного освещения. Более того, искусственное освещение решает ряд задач, вообще не доступных естественному освещению (эритемное, бактерицидное освещение в северных районах, подземных сооружениях и т.д.). От особенностей устройства искусственного освещения во многом зависят производительность труда, безопасность работы, сохранность зрения, облик помещения и др. Современная техника предоставляет возможность применения в осветительных установках разнообразных источников света, ассортимент которых продолжает расширяться. Источники света, применяемые для искусственного освещения, делятся на две группы: лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, малой инерционности при включении, отсутствию дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и 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 ( = 7-20 лм/Вт), сравни- тельно малый срок службы (до 2,5 тыс.ч.), преобладание в спектре желтых и 64 красных лучей, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света. Газоразрядные лампы, получившие широчайшее применение в осветительных установках, резко отличаются от ламп накаливания по всем своим характеристикам. В них излучение оптического диапазона возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металла, а также за счет явления люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной светопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ). Для зажигания и горения этих ламп необходимо включение последовательно с ними пускорегулирующих аппаратов (ПРА). В принципе различаются стартерные аппараты (УБ) и безстартерные (АБ), причем, во-первых, начальный подогрев электродов обеспечивается кратковременным замыканием контактов стартера, включенного параллельно лампе, во вторых - подачей на электроды напряжения от специальных витков дроссельной катушки. Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача: 40-110 лм/Вт. Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8-16 тыс.ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток практически любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может приводить к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма. 65 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 также 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 использовать по возможности лампы наименьшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения. Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без применения рациональных светильников. Электрический светильник - это совокупность источника света и осветительной аппаратуры, 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. 4.1). 66 Рис. 4.1. Кривая распределения силы света светильника в пространстве: 1 – широкая; 2 – равномерная; 3 – глубокая. Степень предохранения глаз работника от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол - это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить пакета (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 4.2). Рис. 4.2 . Защитный угол светильника: а) – с лампой накаливания; б) – с люминесцентными лампами. Важной характеристикой светильника является его КПД ( ) отношение фактического светового потока светильника Фс к световому потоку помещенной в него лампы Фл Фс Фл (4.10) , 67 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, взрывозащитные. На рис. 4.3 приведены некоторые наиболее распространенные типы светильников. Рис. 4.3 . Основные типы светильников: а – "универсаль"; б – "глубокоизлучатель"; в – "люцета"; г – "молочный шарик"; д – взрывобезопасный типа ВЗГ; е – типа ОД; ж – типа ПВЛП 4.4 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ Задачей светотехнических расчетов является: для естественного освещения определение необходимой площади световых поемов; для искусственного определение числа и мощности светильников, необходимых для обеспечения заданного значения освещенности. При естественном освещении площадь световых проемов (окон или фонарей) - So или Sф определяется по формулам: а) при боковом освещении 68 Sо S п eн о общ r1 100 К з К зд (4.11) , б) при верхнем освещении (фонарное освещение) Sф S п eн общ ф r2 100 К з К зд , (4.12) где So, Sф – соответственно площади окон и фонарей, м2; Sп – площадь пола, м2; eн – нормированное значение КЕО, % (выбирается из СНиП 23-05-95); о, ф – соответственно световые характеристики окна, фонаря (опреде- ляются по таблицам); общ общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле τ0 где τ1 τ 2 τ 3 τ 4 τ 5 τ1 τ 2 τ 3 τ 4 τ 5 , - где – 1, 2, 3, 4 (4.13) соответственно коэффициенты, учитывающие потери света в материале остекления ( 1), переплетах ( 2), в несущих конструкциях ( 3), солнцезащитных устройствах ( 4), определяемые по таблицам; ( 5) солнцезащитных устройствах, в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9; r1, r2 – коэффициенты, учитывающие влияние отраженного света. При проектировании искусственного освещения производственного помещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника, наметить наиболее целесообразные высоты установки светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте, и в заключение провести проверку намеченного варианта освещения на соответствие его нормативным требованиям. Расчет искусственного освещения в помещениях можно проводить следующими методами: методом коэффициента использования светового потока, точечным методом, методом удельной мощности и специальными методами расчета. 69 Метод коэффициента использования светового потока используется при расчете общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности и учитывает как прямой, так и отраженный свет. Потребный световой поток одной лампы определяется по формуле Ф где Eн S n z K з , N n (4.14) Eн – нормированная минимальная освещенность, лк; Sn – площадь пола освещаемого помещения, м2; z – коэффициент неравномерности освещения, равный отношению Еср/Еmin, обычно z = l,l - 1,2; Кз – коэффициент запаса; – коэффициент использования светового потока; N – число светильников (как правило, намечаемое до расчета); n – число ламп в светильнике. Коэффициент характеризует отношение потока, падающего на расчет- ную точку (поверхность), к суммарному потоку всех ламп. Он находится в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен, потолка, габаритов помещения (индекса помещения i). Величина индекса i помещения определяется из выражения i где L Г , H c ( L Г) (4.15) L, Г — соответственно длина и глубина помещения, м; Нс – высота подве- са светильников над рабочей поверхностью, м, определяется из выражения Hс = H - hр - hс , (4.16) где Н – высота помещения, м; hp – высота рабочей поверхности, м; hс – расстояние светильников от перекрытия, м. Зная величину индекса i, по таблицам определяют коэффициент в отно- сительных числах. 70 По определенному световому потоку лампы Ф выбирается ближайшая стандартная лампа и определяется необходимая электрическая мощность. В практике допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного в пределах минус 10% и плюс 20%. Точечный метод применяют для расчета локализованного или местного освещения, а также для расчета освещенности наклонных плоскостей. В основу его положен закон освещенности, связывающий освещенность и силу света. EА где I cos r2 , (4.17) ЕA – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А; I – сила света в направлении от источника света к расчетной точке A (определяется по кривой распределения светового потока выбранного светильника и источника света); – угол падения света на плоскость в точке А (угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка А, и направлением вектора силы света в точку А); r – расстояние от светильника до точки А, м (рис.4.4). Рис. 4.4 . Точечный метод расчета Учитывая, что r=Нс / cos , вводя коэффициент запаса КЗ, получим: EA I α cos α H c2 K з , ( 4.18) 71 Критерием правильности проведенного расчета служит неравенство ЕА ЕН.. При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой не- сколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Метод удельной мощности является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только для ориентировочных расчетов. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы Рл для создания в помещении нормируемой освещенности Рл где РS , n (4.19) Р – удельная мощность, Вт/м2; S – площадь помещения, м2; n – число ламп в осветительной установке. КОНТРОЛЬ ОСВЕЩЕННОСТИ Для измерения естественной и искусственной освещенностей используются фотоэлектрические люксметры. Их принцип основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении фотоэлемента в замкнутой цепи, состоящей из фотоэлемента и измерителя, возникает ток, который отклоняет стрелку измерителя. Величина тока и, следовательно, отклонение стрелки, пропорциональны освещенности поверхности фотоэлемента. 4.5 ЦВЕТОВОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ИНТЕРЬЕРА Рациональное цветовое оформление производственного интерьера является важным фактором улучшения условий труда и жизнедеятельности человека. Установлено, что цвета могут воздействовать на человека по-разному: одни цвета раздражают, а другие успокаивают. Например: красный цвет - возбуждающий, горячий, вызывает у человека условный рефлекс, направленный на 72 самозащиту. Оранжевый - воспринимается людьми, как согревающий, бодрящий, стимулирует к активной деятельности, кроме того, он используется в производственных нуждах как далеко видимый. Желтый - теплый, веселый, располагает к хорошему настроению. Зеленый - цвет покоя и свежести, успокаивающе действует на нервную систему, он хорош в сочетании с желтым. Голубой и синий цвета - свежи, кажутся легкими и прозрачными. Под их воздействием уменьшается физическое напряжение. Они могут регулировать ритм дыхания, успокаивать пульс. Черный цвет - мрачный, тяжелый, резко снижает настроение. Белый цвет - холодный, однообразный, способен вызвать апатию. Разностороннее эмоциональное воздействие цвета на человека позволяет широко использовать его в гигиенических целях. Поэтому при оформлении интерьера производственного помещения цвет используют: - как композиционное средство, обеспечивающее гармоническое единство помещения и технологического оборудования; - как фактор, создающий оптимальные условия для зрительной работы, способствующий повышению работоспособности; - как средство информации, ориентации и сигнализации для обеспечения безопасности труда. Поддержание рациональной цветовой гаммы в производственных помещениях достигается правильным выбором осветительных установок. Необходимо также предусматривать регулярную очистку от загрязнений светильников и остеклённых проемов (фонарей), своевременную замену отработавших свой срок службы ламп, контроль напряжений питания осветительной сети, регулярную и рациональную окраску стен, потолка, оборудования. Сроки чистки светильников и остекления зависят от степени запыленности помещения: для помещений с незначительными выделениями пыли - 2 раза в год; для помещений со значительным выделением пыли - от 4 до 12 раз в год. Для удобства и безопасности очистки осветительных установок применяют передвижные тележки, телескопические лестницы, подвесные люльки. При высоте подвеса светильников до 5 метров допускается обслуживание их с 73 приставных лестниц и стремянок не менее чем двумя лицами. Чистка светильников должна производиться при отключенном питании. 74 5 СОЗДАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ 5.1 МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Машиностроительные заводы являются источниками массовых загрязнений окружающей среды. При этом в атмосферу поступают вредные выбросы литейных, кузнечных и сварочных цехов. Поэтому особое место при изучении данной темы будет отведено вредным веществам, их физиологическому воздействию на человека, гигиеническому нормированию параметров микроклимата производственных помещений. Количество загрязнения, поступающего в окружающую среду, зависит от концентрации вещества и количества носителя (воздух для вентиляции и т.п.). Обе величины определяются требованиями производственной технологии. Возможность сведения этих величин к минимуму характеризует уровень экологичности производства, системы очистки воздушной среды. 5.1.1 Загрязнение воздушной среды в производственных условиях Одним из необходимых условий для нормальной жизнедеятельности человека и обеспечения здорового и высокопроизводительного труда является наличие чистого воздуха необходимого химического состава и нормальные метеорологические условия в рабочих помещениях. Чистый и свежий воздух должен иметь следующий химический состав: азот - 78,08%, кислород - 20,95%, аргон, неон и другие инертные газы - 0,93%, углекислый газ - 0,03%, прочие газы - 0,01%. В производственных помещениях при работе оборудования, при технологических процессах и от работающих людей могут выделяться избыточные количества влаги, теплоты, а также загрязняющих воздух газов, паров, пыли раз75 личных веществ. Такие выделения ухудшают качество воздуха и, следовательно, могут оказать вредное воздействие на жизнедеятельность человека. Например, в литейных цехах пыль образуется при процессах приготовления формовочной и стержневой массы, очистке и обрубке литья и т.д. Токсичные вещества выделяются при плавке и заливке металла, сушке ковшей и при других процессах. В кузнечных цехах пыль в виде сажи выделяется при неудовлетворительном отводе продуктов горения. Выделяются вредные вещества такие, как окись углерода и сернистый газ. В механических цехах процессы обточки, шлифовки, полировки сопровождаются пылевыделением. При обработке металлов используются токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и другие станки, при работе которых применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). В результате механического разбрызгивания и испарения СОЖ, т.к. температура режущего инструмента, орошаемого СОЖ, может достигать нескольких сот градусов, ее компоненты поступают в воздух в виде аэрозолей и парогазовых смесей. Вредные вещества, находящиеся в воздухе производственных помещений, через дыхательные пути, пищевой тракт могут попасть в организм человека и вызвать при определенных условиях острые или хронические отравления. Вредное вещество - это вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Одним из наиболее часто находящихся в воздухе вредных веществ машиностроительных предприятий является пыль. Пыль, способная некоторое время находится в воздухе во взвешенном состоянии, называется аэрозолью; осевшая пыль называется аэрогелью. Производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождению, размерам частиц. По способам образования различают пыли (аэрозоли) дезинтеграции и конденсации. Первые являются следствием производственных операций, связанных с разрушением и размельчением твердых материалов и транспортировкой сыпучих веществ. Второй путь образования пыли - испарение и последующая конденсация 76 в воздухе паров металлов и неметаллов, выделяющихся при высокотемпературных процессах (сварке, электроплавке и др.). По происхождению различают пыль органическую, неорганическую и смешанную. Исключительно важное значение имеет классификация пыли по размеру пыльных частиц (дисперсности): видимая - размер частиц свыше 10 мкм, микроскопическая - от 10 до 0,25 мкм, ультрамикроскопическая - менее 0,25 мкм. Промышленная пыль может приводить к развитию профессиональных заболеваний, в первую очередь пневмокониозов. Наиболее распространенным тяжелым пневмокониозом считается силикоз. Это пылевой фиброз легких, развивающийся при действии пыли свободной двуокиси кремния - SiO2. Силикатоз - пневмокониоз, возникающий при вдыхании пыли солей кремниевой кислоты, в которых двуокись кремния находится в связанном состоянии с другими соединениями, антракоз - при вдыхании угольной пыли. Бывает и ядовитая пыль: свинцовая, марганцевая, хромовая и др. Эта пыль может вызвать острое или хроническое отравление. Растворяясь в слюне или на слизистых оболочках дыхательных путей, она превращается в жидкий яд. Все вредные вещества по характеру воздействия на человека можно разделить на две группы: токсичные и нетоксичные. Нетоксичные вещества в большинстве своем оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, глаз и кожу работающих. Токсичные вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, попадают в кровь и вызывают нарушение нормальной жизнедеятельности человека. Условно по физиологическому действию на человека токсичные вещества могут быть разделены на шесть групп: общетоксические (углеводороды, спирты, сероводород соли ртути, синильная кислота и др.), вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения); раздражающие, которые действуют на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз; к ним относятся хлор, диоксид серы, оксиды азота, аммиак и др.; 77 сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, органические азокрасители, антибиотики и др.); мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, ртуть, радиоактивные изотопы и др.); канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.); влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.). Три последних вида воздействия вредных веществ — мутагенное, канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также ускорение процесса старения сердечно-сосудистой системы относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается появление различных эффектов и в последующих поколениях. Эта классификация не учитывает агрегатного состояния вещества, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающих выраженной токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия ее на организм. К ним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоли кокса (каменноугольного, пекового, нефтяного, сланцевого), саж, алмазов, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительного происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, аэрозоли дезинтеграции и конденсации металлов, кремнийсодержащие пыли. Классификация вредных веществ и общие требования безопасности введены ГОСТ 12.1.007. В соответствии с этим ГОСТом по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности: • 1-й - вещества чрезвычайно опасные; • 2-й - вещества высокоопасные; • 3-й - вещества умеренно опасные; 78 • 4-й - вещества малоопасные Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен устанавливаться: непрерывный - для веществ 1-го класса опасности; периодический - для веществ 2, 3 и 4-го классов опасности. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), которые принято оценивать в миллиграммах на метр кубический. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны концентрации, которые при ежедневной работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия должно соблюдаться условие: С2 С n1 С1 1 (5.1) ПДК1 ПДК 2 ПДК n , где C1, С2, ..., Cn – концентрации соответствующих вредных веществ в воз- духе, мг/м3; ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn – предельно допустимые концентрации соответствующих вредных веществ, мг/м3. При одновременном содержании нескольких видов вредных веществ разного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном действии. В воздухе, поступающем внутрь производственных помещений, концентрации вредностей не должны превышать 30% ПДК, установленных для рабочей зоны этих помещений. Удаляемый воздух, содержащий вредные вещества, перед выбросом в атмосферу подлежит очистке до концентраций, принятых для воздуха, поступающего в помещение. Допустимое содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, определяется по формулам: 79 При объёме выбрасываемого воздуха (производительности вентиляторов) более 15 тыс.м3/ч: С1=100 К, (5.2) Если производительность вентиляторов составляет 15 тыс.м3/ч и менее, то C2 = (160 - 4L) K , где (5.3) C1 и С2 – допустимое содержание пыли в воздухе; L – расход воздуха в тыс.м3/ч; К – коэффициент, принимаемый в зависимости от ПДК пыли в воздухе рабочей зоны. Для населенных пунктов ПДК установлены значительно меньшими по сравнению с ПДК для воздуха рабочей зоны. Для определения концентрации вредных веществ в воздухе применяют лабораторные, экспрессные и автоматические методы. Эти методы основаны на калориметрии, нефелометрии, фотокалориметрии, спектрографии, хромотографии. Для быстрого определения содержания вредных веществ в воздухе применяют экспресс-методы. Эти методы выполняются с помощью газоанализаторов и основаны на цветной реакции между индикаторным порошком, засыпанным в стеклянную трубку, через которую протягивается анализируемый воздух, и исследуемым веществом. Содержание пыли в воздухе можно определять весовым, счетным, электрическим и фотоэлектрическим методами. Весовой метод основан на протягивании запыленного воздуха через фильтр, задерживающий пылевые частицы, и определении массы пыли, находящейся в единице объема воздуха. Для определения дисперсного состава пыли применяют анализаторы запыленности. При определении содержания пыли в рабочей зоне пробы воздуха отбирают на высоте примерно 1,5 метра от пола (что соответствует зоне дыхания) в непосредственной близости к месту работы. 5.1.2 Гигиеническое нормирование параметров микрокли80 мата производственных помещений Основными параметрами, характеризующими метеорологические условия производственной среды, являются: • температура воздуха t, °C; • относительная влажность ,%; • скорость движения воздуха V, м/с; • барометрическое давление Р, мм. рт.ст.; • интенсивность теплового излучения Iе, Вт/м2. Эти условия влияют на теплообмен организма человека с окружающей средой. Между организмом и окружающей средой происходит непрерывный процесс теплового обмена, состоящий в передаче вырабатываемого организмом тепла в окружающую среду. Терморегуляцией называется способность организма человека регулировать теплообмен с окружающей средой и сохранять температуру тела в определенных границах (36,1 - 37,2°С). Терморегуляция обеспечивается изменением двух составляющих теплообменного процесса: теплопродукции и теплоотдачи. Из двух способов поддержания теплового равновесия основное значение имеет регуляция теплоотдачи, т.к. этот путь более изменчив и управляем в организме, тогда как регуляция теплопродукции положительную роль играет главным образом при низких температурах воздуха, при высоких же возможность регуляции теплообмена за счет уменьшения продукции тепла ограничена. Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда соблюдается тепловой баланс QТ.О. = QТ.В. , (5.4) где QТ.О. – количество тепла, выделяемого человеком, QТ.В. – количество тепла принимаемого человеком из окружающей среды. Это соответствие характеризует окружающую среду как комфортную. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его тепловых ощущений холода или перегрева. Уравнение теплового баланса ("человек - окружающая среда") имеет вид 81 QТ.О. = qК + qТ + qи + qисп + qд , где (5.4) qК – показатель конвекции; qТ, – показатель теплопроводности через оде- жду; qи – показатель излучения; qисп – показатель испарения кожи; qд – показатель испарения влаги при дыхании. Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется: конвекцией в результате обтекания тела воздухом (qК), теплопроводностью через одежду (qТ), излучением на окружающие поверхности (qи), испарением влаги с поверхности кожи (qисп), испарением влаги при дыхании (qд). Величина тепловыделения организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа). В состоянии покоя при температуре окружающего воздуха +18°С доля qК и qТ, составляет около 30 %, qи – 45%, qисп – 20%, qд – 5% всей отводимой теплоты. Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на самочувствие человека и его работоспособность. При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается, однако при температуре воздуха более 30°С отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается, часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. Вместе с влагой организм теряет и соли, играющие важную роль в его жизнедеятельности. При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8-10 за смену, а с ней до 40-50 г NaCI (всего в организме около 140 г NaCI). Потеря 28-30 г его ведет к прекращению желудочной секреции, а больших количеств - к мышечным спазмам и судорогам. При высокой температуре воздуха и дефиците воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки. Для восстановления водяного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной (~ 0,5 % NaCI) газированной питьевой водой из расчета 4-5 л на человека в смену. 82 При понижении температуры окружающего воздуха реакция организма иная: кровеносные сосуды сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, усиливается теплопродукция и уменьшается отдача тепла. В суженных сосудах происходит периодическое сужение и расширение их просвета, возникают болевые ощущения. Теплопотери возрастают и усиливается возможность переохлаждения. Подвижность воздуха и повышенная влажность усиливают охлаждающие свойства организма. Высокая относительная влажность неблагоприятно действует на организм и при высоких температурах воздуха, т.к. препятствует испарению пота и способствует перегреванию организма. Недостаточная влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей, их растрескивание. Подвижность воздуха весьма эффективно способствует теплоотдаче, что является положительным явлением при высоких температурах воздуха, но отрицательным при низких. Барометрическое давление оказывает существенное влияние на такой жизненно важный момент, как процесс дыхания. Наличие кислорода во вдыхаемом воздухе является необходимым, но недостаточным условием для обеспечения жизнедеятельности организма. Интенсивность диффузии кислорода в кровь определяется парциальным давлением кислорода в альвеолярном воздухе (через стенки альвеол кислород посредством диффузии поступает в кровь), которое зависит от барометрического давления вдыхаемого воздуха. Удовлетворительное самочувствие человека сохраняется до высоты ~ 4 км, а при дыхании чистым кислородом - до высоты ~ 12 км. Выше 4 км может наступить кислородное голодание - гипоксия из-за снижения диффузии кислорода из легких в кровь. При работе в условиях избыточного давления снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. Избыточное давление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и в то же время - к уменьшению объема легких и увеличению силы дыхательной мускулатуры. Для человека очень опасно быстрое изменение давления. 83 Тепловое излучение от нагретых поверхностей играет немаловажную роль в создании неблагоприятных микроклиматических условий в производственных помещениях. Наибольшую опасность возникновения лучистого тепла представляет расплавленный или нагретый до высоких температур металл. При температуре до +500°С нагретой поверхностью излучаются инфракрасные лучи с длиной волны 0,76 740 мкм, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасных лучей появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи. Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровопоток и, как следствие, нарушается деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем; повышается температура глубоколежащих тканей, происходит помутнение хрусталика глаза (профессиональная катаракта). Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно - гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" в виде оптимальных и допустимых величин. Оптимальные мые создают ощущения теплового комфорта, а допусти- могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжения реакции терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. Нормы установлены для рабочей зоны - пространства высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на которой находится рабочее место. В табл. 5.1 приведены оптимальные нормы микроклимата в зависимости от категории работ (для холодного периода и в скобках – для теплого). Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, "открытое" пламя и др.) не должна превышать 140 Bm/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхно- 84 сти тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты глаз. Таблица 5.1 Оптимальные нормы микроклимата на рабочих местах производственных помещений Категория ра- Температура воз- Относительная Скорость движе- бот духа на рабочих влажность возду- ния воздуха, м/с, местах, С ха, % не более 40-60 0,1 (0,1) 40-60 0,2 (0,2) Iа 22-24 (23-25) Iб 21-23 (22-24) Средней IIа 19-21 (20-22) тяжести IIб 17-19 (20-22) Легкая Тяжелая III 16-18 (18-20) 40-60 Примечание. Для холодного периода и в скобках 0,3 (0,3) для теплого. Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м 2 при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Bm/м2 - при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Bm/м2 - при облучении не более 25% поверхности тела. Допустимая интенсивность теплового облучения в области ультрафиолетового спектра составляет 0,001 Bm/м2 при длине волны до 0,28 мкм, 0,05 Bm/м2 при длине волны 0,28-0,32 мкм и 10 Bm/м2 при длине волны 0,32-0,4 мкм. 5.2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОЗДОРОВЛЕНИЮ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 85 Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся: • применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование и поступление в воздух рабочей зоны теплоты и холода, вредных паров, газов, аэрозолей; • механизация, автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими; • применение вентиляции, отопления, кондиционирования; • защита от источников тепловых излучений; • применение средств индивидуальной защиты 5.2.1 Защита человека от источника теплового излучения Если по техническим причинам невозможно достигнуть допустимых величин теплового облучения, то должны быть произведены следующие мероприятия: • экранирование источника излучения; • теплоизоляция нагретых поверхностей; • применение воздушного душирования; • рациональная вентиляция и кондиционирование воздуха; • водяные завесы и водяное охлаждение; • применение защитной одежды; • организация рационального режима труда и отдыха. Теплоизоляция является эффективным мероприятием не только по уменьшению интенсивности теплового излучения, но и общих тепловыделений, а также для предотвращения ожогов. По действующим санитарным нормам температура нагретых поверхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать + 42°С. Для теплоизоляции применяют самые разнообразные материалы и конструкции (специальные бетоны и кирпич, минеральную и стеклянную вату, войлок и т.д.). 86 Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от теплового излучения является экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от воздействия потока теплоты. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплоотводящие. Материалами для теплоотражающих экранов служат листовой алюминий, белая жесть, алюминиевая фольга; для теплопоглощающих - материалы с большим термическим сопротивлением (асбестовые щиты на металлической сетке или листе, огнеупорный кирпич и т.д.). Теплоотводящие экраны представляют собой сварные или литые конструкции, охлаждаемые водой. Комбинированные средства защиты могут быть отражательно-пористыми (перфорированный алюминиевый лист), поглотительно-пористыми (принудительно охлаждаемый пористый теплоизолирующий материал) и отражательнопленочными (двойное отражательное и теплопоглощающее стекло, установленное с воздушной прослойкой и охлаждением). Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты глаз, лица и поверхности тела. Для защиты глаз и лица используются очки со светофильтрами и щитки. Для спецодежды рекомендуется полульняная или льняная пропитанная спецсоставом парусина. 5.2.2 Средства нормализации состава и параметров воздуха рабочей зоны Эффективным средством обеспечения чистоты и допустимых параметров воздуха рабочей зоны является вентиляция, заключающаяся в удалении из помещений загрязненного и нагретого воздуха и подаче в него свежего. Вентиляция - это организованный воздухообмен в помещениях. По способу перемещения воздуха вентиляцию делят на естественную, механическую и комбинированную. Естественную подразделяют на аэрацию и проветривание. Механическая в зависимости от направления воздушных потоков бывает приточная, вытяжная и приточно-вытяжная, а по организации воздухо87 обмена - общеобменная и местная, по времени действия - постоянно действующая и аварийная. Естественная вентиляция производственных помещений может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений, через окна, форточки, двери. Организованная естественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами. Аэрация осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих - за счет раздельного или совместного действия гравитационного и ветрового давлений. Схема аэрации приведена на рисунке 5.1. Воздух поступает в зоны I - II за счет разрежения, существующего ниже плоскости равных давлений и удаляется из зоны III за счет избыточного давления, которое существует выше плоскости равных давлений I. Рис. 5.1. Схема аэрации: 1 - плоскость равных давлений; I, II - зоны разрежения; III - зона избыточного давления 1 В зимнее время наружный воздух подается через верхний ярус оконных проемов на высоте 4-7 м от пола с таким расчетом, чтобы общая величина гра- 88 витационного давления Р,(Па), под влиянием которого происходит воздухообмен в помещении, была равна Pr = h g ( н - вн ) , (5.5) где h – вертикальное расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; н, вн – плотность наружного и внутреннего воздуха соответствен- но, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2 . Аэрация экономична, является мощным средством борьбы с избыточными тепловыделениями, но она малоэффективна в летнее время и поступающий в помещение воздух не обрабатывается. В целях повышения эффективности воздухообмена через вытяжные трубы или шахты на их устья устанавливаются дефлекторы. Усиление тяги происходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора ветром. Наибольшее распространение получили дефлекторы ЦАГИ. На рис.5.2 приведена его схема. Рис. 5.2. Принципиальная схема дефлектора ЦАГИ: 1 - цилиндрический патрубок; 2 - диффузор; 3 - обечайка; 4 - зонт Механическая вентиляция более совершенна по сравнению с естественной, но требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. В системах механической вентиляции воздухообмен осуществляется вентиляторами (центробежными, осевыми) и в некоторых случаях эжекторами. На рис. 5.3 приведены схемы механической общеобменной вентиляции. 89 Рис. 5.3. Схема общеобменной вентиляции: а – приточная вентиляция – ПВ; б – вытяжная вентиляция - ВВ; в приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией На рис. 5.3 приняты следующие обозначения: 1 воздухозаборное устройство; 2 рифер; 5 побудитель движения; 6 воздуховоды; 3 фильтр; 4 увлажнитель-осушитель; 7 пределитель; 8 воздухоприемники; 9 ватель; 11, 12 регулировочные вентили. кало- воздухорас- аппарат очистки воздуха; 10 рассеи- Место для забора свежего воздуха выбирают с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям, вдали от мест загрязнений. Для подбора вентиляторов нужно знать требуемую производительность и полное давление, которые определяют расчетным путем. Кондиционирование воздуха - это создание и автоматическое поддерживание в помещениях оптимальных параметров микроклимата независимо от наружных метеорологических условий. Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания небольших отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких помещений). Они бывают двух видов: установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры, относительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха; установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного. Принципиальная схема кондиционера представлена на рис.5.4, где приведены следующие обозначения: 1 - заборный воздуховод; 2 - фильтр; 3 - соединительный воздуховод; 4 - калориферы первой и второй ступени подогрева; 90 5 - форсунки - воздухоочистки; 6 - переходник - каплеуловитель; 7 - калориферы второй ступени; 8 - вентилятор; 9 - отводной воздуховод Рис. 5.4 – Схема устройства кондиционера: I – первая камера; II – вторая камера; III – третья камера 5.2.3 Расчет систем механической вентиляции Устройство той или иной вентиляции должно быть обосновано расчетом. Необходимое количество вентилируемого воздуха определяется различными методами в зависимости от назначения помещения и вида вредных выделений. При нормальном микроклимате отсутствие вредных веществ в воздухе рабочей зоны или их содержании, не превышающем ПДК, учитывается объём помещения, приходящийся на одного рабочего V' и количество "сменяемого" воздуха на одного работающего L', а также число работающих n. Количество воздуха (м3/ч), необходимое для нормального воздухообмена L определяется из выражения (5.6) L = L' n , При V' < 20 м3 (отсутствует естественное проветривание), L' должно быть больше 60 м3/ч. Если V' < 20 м3 и есть естественное проветривание, то L' =30 м3/ч. При 20м3 < V < 40 м3 и есть естественное проветривание, L' = 20 м3/ч. При V' > 40 м3 достаточно естественной вентиляции (L' = 0). При общеобменной вентиляции для удаления вредных веществ расчет необходимого воздухообмена Lвр (м3/ч) осуществляется по формуле Lвр G Ψ g ПДК g пр , (5.7) , 91 где G – количество вредных веществ, поступающих в воздух рабочей зоны, кг/ч; - коэффициент неравномерности распределения вредных веществ по помещению ( = 1,2 - 2,0); gПДК - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе. Принимается равным ПДК, мг/м3; gпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе (gпр 0,3 gПДК), мг/м3. Для помещений с большим избытком влаги в воздухе требуемый воздухообмен LBJI (м3/ч) вычисляют по формуле Lвл где Gвл ρпр(d уд d пр ) , (5.8) , Gвл – избыточная влага (количество водяного пара, выделяемого в поме- щении), г/ч; пр – плотность поступающего в помещение воздуха, кг/м3; dуд, dпр – содержание влаги в воздухе, удаляемом из помещения и поступающем в помещение соответственно, г/кг. При общеобменной вентиляции для удаления из помещения избытков теплоты необходимый теплообмен Lтеп рассчитывают по формуле Lтеп C ρпр Q (t уд tпр ) , (5.9) , где Q – избыточная теплота, Дж/ч; С – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, Дж/кг °С; пр – плотность приточного воздуха, кг/м3; tуд, tпр – температура удаляемого и приточного воздуха соответственно, °С. Для оценочных расчетов иногда применяют метод кратности воздухообмена. В этом случае теплообмен L определяют по формуле (5.10) L = k Vn , где Vn – объём помещения, м ; k – кратность воздухообмена, ч-1 (обычно k = 1- 10 ч-1 и зависит от количества и свойств вредностей, поступающих в помещения). Требуемый часовой объём нагнетаемого воздуха или отсасываемого воздуха в устройствах местной вентиляции LВ рассчитывается по формуле Lв = 3600 F , (5.11) 92 где F - площадь входного проёма в воздухоприемнике, м2; - скорость воздуха в проёме, зависящая от класса опасности вещества и типа воздухоприемника, м/с ( = 0,5 - 1,5 м/с). В системах механической вентиляции перемещение воздуха обеспечивается работой вентиляторов. Для расчета воздухообмена и выбора вентиляционной установки в помещении необходимо: 1. Иметь исходные данные: количество очищаемого воздуха, начальную концентрацию и физико-химические показатели содержащихся в нем примесей, ПДК газовых примесей на выбросе в атмосферу, которая не должна превышать максимальную разовую концентрацию для населенных мест, установленную нормами. Допустимая концентрация пыли на выбросе в атмосферу определяется в зависимости от объёма (количества) выбрасываемого воздуха L, м3/ч. Если L больше 15 тыс. м3/ч, то Спдк составляет 100 К. Если L меньше 15 тыс. м3/ч, то Спдк (160 - 4L) К. В этих формулах К - коэффициент, выбираемый по табл.5.2. Таблица 5.2 Значения коэффициента К Спдк, мг/м3 2 от 2-4 от 4-6 6 и более К 0.3 0.6 0.8 1.0 2. Составить расчетную схему сети воздуховодов, на которой указать местные отсосы, местные сопротивления (колена, повороты, расширения, сужения и т.д.) и указать номера расчетных участков сети. Расчетным участком является воздуховод, по которому проходит одинаковый объём воздуха при одинаковой скорости. 3. Провести аэродинамический расчет сети. На каждом участке воздуховода, обозначенном порядковым номером, определяются потери напора воздуха Н (или потери на сопротивление) по формуле 93 n H H Tр i 1 где v2 ξ ρ 2 1 n H мсi R l i , (5.12) , Нтр – потери давления на трение, Па; Hмсi – потери давления в местных сопротивлениях i-го участка, Па; R - сопротивление погонного метра воздуховода, Па/м, определяется по табл. 5.3; l – длина участка воздуховода, м; – ко- эффициент местного сопротивления фасонной части воздуховода. Определяется по специальной таблице; v – скорость воздуха в воздуховоде, м/с; – плот- ность воздуха, кг/м3; n – число участков воздуховода. Таблица 5.3 Значения величины R в зависимости от диаметра труб d, мм 100 200 250 400 450 500 560 800 R, Па/м 14.3 5.17 3.94 2.52 2.18 1.91 1.65 1.06 Для удобства расчетов и вычисления сопротивления всей сети воздуховода составляется табл. 5.4. Таблица 5.4 Таблица расчетов и вычислений воздуховодов номер Li, участка м3/ч 1 2 H ТР R l; l, м D, мм H МС v, R, Па/м Hтр, м/c Па n i 1 v2 2 ; H H ТР v2 /2, Па Нмс, Па Н, Па Нмс 4. По известному количеству очищаемого воздуха (оно соответствует производительности вентилятора), выбираемого по специальным таблицам, и рассчитанному полному сопротивлению сети воздуховода подобрать вентилятор. Он должен иметь высокий КПД, относительно высокую скорость вращения, возможность соединения его на одном валу с электродвигателем. 5. Определить установочную мощность электродвигателя Nдв по формуле 94 N дв где L H 10 3600 ηn ηв 3 K дв , (кВт) ( 5.13) L – количество очищаемого воздуха, м /ч; Н – суммарное сопротивление воздухопроводной сети, Па; в – КПД вентилятора; п –КПД передачи (при размещении вентилятора на одном валу с электродвигателем ноременной передачи п = 0.95; для плоскоременной п п = 1.0; для кли- = 0.9); Кдв – коэффици- ент запаса двигателя. Для очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу, от пыли применяют пылеосадочные камеры, циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры, скрубберы и др. Для эффективной очистки приточного воздуха от пыли применяют фильтры контактного действия - масляные, слоистые, матерчатые из ткани Петрянова и др. 5.2.4 Контроль параметров микроклимата Контроль параметров определён санитарными нормами. Контроль состояния воздушной среды производственных помещений проводится измерением её параметров и сравнением их с нормируемыми значениями. Измерение температуры воздуха производится на высоте 1,3 - 1,5 м от пола в нескольких точках помещения ртутными или спиртовыми термометрами. Температуру воздуха внутри помещения измеряют с помощью сухого термометра, а снаружи – с помощью спиртового термометра Определение относительной влажности воздуха проводится психрометрами. Регистрация относительной влажности воздуха производится гигрографами. Скорость движения воздуха измеряют анемометрами (механическими, индукционными, аэродинамическими), кататермометрами и термоанемометрами. Интенсивность теплового излучения измеряют актинометрами. Давление атмосферы измеряют барометрами, регистрируют барографами. 95 6 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ, ШУМА,УЛЬТРА ИНФРАЗВУКА И 6.1 ЗАЩИТА ОТ ШУМА В числе проводимых в производственной сфере мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда работающих на предприятиях (совершенствование технологических процессов, механизация и автоматизация производства и т.д.) немаловажное значение имеет борьба с производственным шумом, оказывающим при определенных условиях вредное воздействие на организм человека. В условиях научно-технического прогресса развитие техники сопровождается повышением быстроходности машин и механизмов, увеличением нагрузок, вибраций и другими явлениями, вызывающими появление все более сильного шума. Борьба с производственным шумом требует значительных материальных затрат. Утомление работников, вызванное повышенным уровнем шума, вызывает снижение производительности труда, увеличивает число ошибок при работе, производственных травм, приводит к заболеванию. 6.1.1 Основные акустические понятия Шум это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интен- сивности, возникающих в твердых, жидких и газообразных средах. Характер шума зависит от вида источника. Различают: а) механический шум, возникающий в результате движения отдельных деталей и узлов машин или механизмов с неуравновешенными массами, особенно сильный в неисправных системах; б) ударный шум, возникающий при некоторых технологических процессах (при ковке, штамповке, клепке и др.); в) аэродинамический шум, возникающий при больших скоростях движе96 ния газа, жидкости (шум реактивных двигателей, шум водопада и др.); г) взрывной или импульсный шум, возникающий при работе двигателей внутреннего сгорания, взрывных работах и т.д. Следует отметить, что благодаря своему устройству, нормальное человеческое ухо способно воспринимать не любые колебания, а лишь такие, частота которых лежит в пределах от 16 до 20 000 Гц. Этот интервал носит название собственно звуковых колебаний (рис. 6.1). Колебания с частотами больше 16 тыс. Гц носят название ультразвуков и могут быть восприняты специальными приборами. Колебания с частотами, меньше 16 Гц, называют инфразвуком. Звук имеет частоту колебаний, определяющую субъективное восприятие высоты, амплитуду колебаний, обусловливающую громкость тона и ряд гармонических колебаний, сопутствующих основному тону, которые создают тембр или окраску звука. Кроме того, звук (или шум) характеризуется звуковым давлением (P), интенсивностью звука (I). Частота колебаний - это число колебаний в одну секунду. Единица измерения частоты колебаний - одно колебание в 1 с - Герц (Гц). Полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней, называется октавной. Среднегеометрическая частота октавной полосы в Гц выражается соотношением f где f1 f 2 , (6.1) f1 - нижняя граничная частота, Гц; f2 - верхняя граничная частота, Гц. Звуковое давление (давление звуковой волны) представляет собой разность между мгновенным значением полного давления и средним статистическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля. Единицей измерения звукового давления в системе СИ является Паскаль (Па). Интенсивность едва слышимых звуков интенсивность звуков, вызывающих болевые ощущения, отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Ухо человека способно воспринимать определенный диапазон звуковых давлений, например, на средних звуковых частотах от 10 -5 до 10 Па, т.е. разли97 чающихся примерно в 106 раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни в логарифмических единицах, взятые по отношению к пороговым значениям P0 и I0 За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивности звука принят децибел (дБ). Уровень интенсивности звука определяется по формуле LI где I 10 lg I , Io (6.2) LI - уровень интенсивности; интенсивность звука в данной точке, Вт/м2; Io .интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, I0 = 10-12 Вт/м2. Уровень звукового давления в дБ определяют по формуле Lp где 20 lg p , po (6.3) P - среднеквадратичное значение звукового давления в точке из- мерения, Па; Pо - пороговая величина звукового давления, Pо = 2 10-5 Па (звуковое давление едва слышимого звука). Распространению звуковых волн сопутствует распространение звуковой энергии. Звуковое давление не полностью характеризует источник шума. Источник шума в помещении большого объема может оказаться еле слышимым, а в помещении малого объема может создать высокое звуковое давление. Для полной характеристики источника шума используют понятие - звуковая мощность. Звуковой мощностью называется общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Так же, как и для звукового давления, при определении звуковой мощности по шкале децибелов устанавливается пороговая мощность, с которой ведется сравнение измеряемых или рассчитанных величин, Ро. 98 Величина Ро = 10-12 Вт. При оценке уровня звуковой мощности в дБ используют зависимость Lp 10 lg p , po (6.4) Величина уровня звуковой мощности позволяет сравнивать шумовые характеристики отдельных механизмов, агрегатов, машин в любых акустических условиях. Шум, как физиологическое явление характеризуется: • высотой звука; • громкостью; • областью возбужденных частот или тембром; • продолжительностью действия. Физической характеристике - частоте колебаний логическое понятие соответствует физио- высота звука. Малые частоты колебаний вызывают ощущение так называемого низкого тона (бас, баритон). Большие частоты колебаний вызывают ощущение звука высокого тона (сопрано, дискант). Физической характеристике ет физиологическое понятие интенсивности (силе звука) соответству- громкость. Субъективное ощущение силы звука с достаточной для практики точностью оценивается уровнем его громкости. Обычно измеряется не абсолютное субъективное значение громкости, а её уровень, отсчитываемый от условного нулевого порога. Условный нулевой порог соответствует громкости звука частотой 1000 Гц при звуковом давлении Pо = 2 10-5 Па. За единицу уровня громкости, называемую фоном, принимается разность уровней интенсивности в один дБ эталонного звука частотой 1000 Гц. 99 Рис. 6.1. Слышимый диапазон частот Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей (см. рис. 6.1). Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя - порог слышимости и верхняя порог болевого ощущения. Болевым порогом принято считать звук с уровнем интенсивности 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (появлению ощущения щекотания, слабой боли в ухе), который соответствует уровню звукового давления более 120 дБ. Шум с уровнем звукового давления до 30...35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40...70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть. Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьезное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других — потеря слуха развивается постепенно, в течение всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ — начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы, наступает 100 ослабление разборчивости речи. В соответствии с СН 2.24/2.1.8.562-96 шум классифицируется по характеру спектра и временным характеристикам. По характеру спектра шум следует подразделять на: - широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы; - тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Так, гармонические колебания определенной частоты воспринимаются органом слуха как определенный музыкальный тон (например, звучание камертона, струны). Тональный характер шума для практических целей (при контроле его параметров на рабочих местах) устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. По временным характеристикам шум следует подразделять на: - постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБ при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера; - непостоянный, уровень звука которого при тех же условиях изменяется более чем на 5 дБ. Непостоянный шум, в свою очередь, следует подразделять на: - колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; - прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБ и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более; - импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с. Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах частот 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 101 2000, 4000, 8000 Гц. Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике "медленно" шумомера, определяемый по формуле L где 20lg Pa / P0 , (6.5) Pa - среднеквадратичное звуковое давление с учетом коррекции "А" шумомера, Па; Pо - пороговая величина звукового давления, Pо = 2 10-5 Па. Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является интегральный критерий эквивалентный по энергии уровень звука в дБА, опреде- ляемый в соответствии с ГОСТ 12.1.003-88. Эквивалентный (по энергии) уровень звука Аэкв в дБА данного непостоянного шума уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени. Величина А экв определяется по формуле Aэкв где 1 T Pa (t ) 10 lg T 0 P0 2 dt , (6.6) Т - время действия шума, ч; Рa(t) - текущее значение среднеквадратического звукового давления с учетом коррекции "А" шумомера, Па. Для измерения уровня шума используются приборы шумомеры, имею- щие переключатели для измерения эквивалентного уровня звука (шкала А) и уровней звукового давления ( шкала С или «Лиин»). 6.1.2 Нормирование шума Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в табл. 6.1. 102 Таблица 6.1 Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности в дБА Категория напряженности Категория тяжести трудового процесса трудового процесса Напряженность легкая фи- средняя тяжелый тяжелый тяжелый зическая физическая труд 1-й труд 2-й труд 3-й нагрузка нагрузка степени степени степени 80 80 75 75 75 70 70 65 65 65 60 60 - - - 50 50 - - - легкой степени Напряженность средней степени Напряженный труд 1-й степени Напряженный труд 2-й степени Примечания: для тонального и импульсного шума ПДУ на 5 дБА меньше значений, указанных в таблице; для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления на 5 дБА меньше значений, указанных в таблице, дополнительно для колеблющегося во времени и прерывистого шума максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума 125 дБА. Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест, представлены в табл.6.2. Таблица 6.2 Уровни звукового давления и уровни звука 103 Уровни Уровни звукового давления, (дБ) в октавных Рабочее место полосах со среднегеометрическими частотами, Гц звука и эквивалентные уровни звука, дБА 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1. Помещения КБ, ВМ, лабор. 86 71 61 54 49 45 42 40 38 50 93 79 70 63 58 55 52 50 49 60 и др.; прием больных в здравпунктах 2. Помещения управлений, кабинеты цехового аппарата и др. 104 Продолжение таблицы 6.2 3. Операторская работа, машбюро, участки точной 96 83 74 68 63 60 57 55 54 103 91 83 77 73 70 68 66 64 65 сборки, телефоннотелеграф. станции, залы обработки информации ВМ 4. Помещения лаб. для проведения экспериментов, рабочие места за пультами в 75 кабинетах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин 105 Окончание табл. 6.2 5. Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в пп. 1-4 и аналогичных им) на 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предпри- ятий Примечания: 1. Допускается в отраслевой документации устанавливать более жесткие нормы для отдельных видов трудовой деятельности с учетом напряженности труда. 2. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе. 6.1.3 Методы защиты от воздействия шума Шум на производстве неблагоприятно действует на организм человека: повышает расход энергии при одинаковой физической нагрузке, значительно ослабляет внимание работающих, увеличивает число ошибок в работе, замедляет скорость психических реакций. Шум снижает работоспособность, ухудшает качество работы, способствует возникновению несчастных случаев на производстве. Шум оказывает вредное влияние на весь организм человека: угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно106 сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям. Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ является привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня до 40-70 дБ (не на производстве) создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, снижение производительности труда, а при длительном действии может явиться причиной неврозов, язвенной и гипертонической болезни. Длительное воздействие шума свыше 75 дБ может привести к резкой потере слуха тугоухости или профессиональной глухоте. Кроме патологии органов слуха наблюдаются выраженные неспецифические изменения других систем. Появляются головные боли, снижение памяти, повышенная утомляемость, боли в области сердца и др. Гигиенические нормативы шума определены СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Для предотвращения вредного влияния шума на организм человека принимают ряд организационных, технических и медицинских мер. Организационно-техническими мероприятиями, позволяющими существенно снизить уровень шума на производстве, являются: • замена шумного оборудования менее шумным; • размещение машин и агрегатов, производящих большой шум, в отдельных помещениях или в отдельных частях цеха со специальным ограждением; • планирование времени работы шумного оборудования таким образом, чтобы в это время работало меньше людей; • озеленение территории предприятия и прилегающей к ней местности. Инженерные методы борьбы с шумом на промышленных объектах сводятся к следующему: • уменьшают шум в источниках его возникновения; • предотвращают распространение шума от источников его образования, используя местную звукоизоляцию шумящих узлов машин, амортизацию и звукопоглощение, ослабляющее шум за счет снижения отражений от ограждающих конструкций, облицовываемых звукопоглощающими пористыми мате107 риалами; • уменьшают аэродинамические шумы (выхлоп газов, шум в воздуховодах), устраняя причины вихреобразования, звукоизолируя воздуходувы и применяя глушители струйных шу мов и др. Зоны, где уровень шума достигает 85 дБ, обозначают предупредительными знаками, а работающих в этих зонах снабжают индивидуальными звукоизолирующими наушниками. В связи с единой этнологией клинических нарушений в медицинской литературе появился термин "шумная болезнь". Для профилактики такой болезни проводят различные медицинские мероприятия, среди которых важное значение имеют: курортное лечение, лечебная гимнастика, применение сосудорасширяющих и ганглиоблокирующих средств при спазмах периферических сосудов, в ранней стадии гипертонической болезни и др. Важным мероприятием является тщательный профессиональный отбор при поступлении на работу, постоянный лечебный контроль, строгое выполнение мероприятий по охране труда. Все указанные мероприятия по уменьше нию влияния шума на здоровье человека проводят раздельно, а чаще в комплексе, в зависимости от конкретных условий производства. При наличии одного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле (6.2), т.е. L 10 lg I / I 0 , (6.7) В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников с различными уровнями интенсивности звука, то расчет ведется по формуле L 10 lg 10 0.1L1 10 0.1L 2 где L1, L2,…… Ln .........10 0.1Ln , (6.8 ) уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источни- ком в расчетной точке. Если имеется n источников с одинаковым уровнем интенсивности звука Li, то общий уровень интенсивности звука 108 Li 10 lg n , L (6.9) Суммарный уровень шума при совместном действии двух источников с уровнями L1 и L2 можно определить, зная поправку L, зависящую от разности этих уровней L где L1 L, L (6.10) уровень наиболее шумного источника шума, дБ, L = 3 дБ, если L1 - L2 =0, L = 0, если L1 - L2 20 дБ. Эффективность снижения шума ( L, дБ) в помещении ( L = L –Lдоп), где L (6.11) расчетный уровень интенсивности звука (или звукового давления),дБ; Lдоп допустимый уровень интенсивности звука (звукового давления), дБ, согласно действующим нормативам. Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле L n10 lg A1 A2 , (6.12) где А1 и А2 – соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки. Эквивалентная площадь поглощения A Здесь ср ср S ПОВ , (6.13) – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхно- стей помещения площадью S ПОВ . Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рассчитывается по фомуле L3 20lg Gf 4, 75 , (6.14) где G – масса одного м2 перегородки, кг; f – частота, Гц. Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких. 109 Эффективность установки кожуха L (дБ) L где L3 10lg , (6.15) – коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внут- реннюю поверхность кожуха, L3 – звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле (6.15). 6.2 ЗАЩИТА ОТ УЛЬТРАЗВУКА Ультразвук - это упругие колебания и волны с частотой от 16 кГц до 100 МГц и выше. По способу распространения ультразвуковых колебаний выделяют: - контактный способ - ультразвук распространяется при соприкосновении рук или других частей тела человека с источником ультразвука, обрабатываемыми деталями, приспособлениями для их удержания, озвученными жидкостями, сканерами медицинских диагностических приборов, физиотерапевтической и хирургической ультразвуковой аппаратурой и т.д.; - воздушный способ - ультразвук распространяется по воздуху. По типу источников ультразвуковых колебаний выделяют: - ручные источники; - стационарные источники. По спектральным характеристикам ультразвуковых колебаний выделяют: - низкочастотный ультразвук - 16-63 кГц (указаны среднегеометрические частоты октавных полос); - среднечастотный ультразвук - 125-250 кГц; - высокочастотный ультразвук - 1,0-31,5 МГц. По режиму генерирования ультразвуковых колебаний выделяют: - постоянный ультразвук; - импульсный ультразвук. По способу излучения ультразвуковых колебаний выделяют: 110 - источники ультразвука с магнитострикционным генератором; - источники ультразвука с пьезоэлектрическим генератором. Нормируемыми параметрами воздушного ультразвука являются уровни звукового давления в дБ в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 кГц. Предельно допустимые уровни звукового давления на рабочих местах не должны превышать значений, указанных в табл.6.3. Таблица 6.3 Предельно допустимые уровни воздушного ультразвука на рабочих местах Среднегеометрические час- Уровни звукового давления, дБ тоты третьоктавных полос, кГц 12,5 80 16,0 90 20,0 100 25,0 105 31,5-100,0 110 Нормируемыми параметрами контактного ультразвука являются пиковые значения виброскорости или ее логарифмические уровни в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; 31500 кГц, определяемые по формуле Lv где 20 lg v , v0 (6.16) v - пиковое значение виброскорости, м/с. v0 - опорное значение виброскорости, равное 5 10-8 м/с. Предельно допустимые нормируемые параметры контактного ультразвука для работающих приведены в табл.6.4. 111 Таблица 6.4 Предельно допустимые уровни контактного ультразвука для работающих Среднегеометрические часто- Пиковые знаты октавных полос, кГц чения Уровни вибро- виброскорости, дБ скорости, м/с 16.0 - 63.0 5x10-3 100 125/0 - 500/0 8.9x10-3 105 1x103 - 31.5x103 1.6x10-2 110 Предельно допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в табл.6.4, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвука. При использовании ультразвуковых источников бытового назначения, как правило, генерирующих колебания с частотами ниже 100 кГц, допустимые уровни воздушного и контактного ультразвука не должны превышать 75 дБ на рабочей частоте источника. При действии ультразвука на биологические объекты (в том числе и на человека) в органах и тканях на расстояниях, равных половине длины волны, может возникать разность давлений от 0,01 до 0,1 Па. Это приводит к различным эффектам в организме. При небольших интенсивностях ультразвука механические колебания (до 1-2 Вт/см2) приводят к своеобразному массажу (микромассажу) тканей, способствующему лучшему обмену веществ и лучшему снабжению тканей кровью и лимфой. Повышение интенсивности ультразвука может привести к возникновению акустической кавитации, сопровождающейся механическим разрушением клеток и тканей. Это ведет к нарушению функций нервной системы, слухового и вестибулярного анализаторов, изменению свойств и состава крови. Контактное воздействие ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности. При уровне звукового давления 120 дБ наступает поражаю112 щий эффект. Основными мерами по защите от вредного влияния ультразвука являются: - запрещение непосредственного контакта человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвуковых колебаний. - в целях исключения контакта с источниками ультразвука необходимо применять дистанционное управление источниками ультразвука и его блокировку; - поверхность ручных источников ультразвука в местах контакта с руками должна иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/м град., что исключает возможность охлаждения рук работающих; - стационарные ультразвуковые источники, генерирующие уровни звукового давления, превышающие нормативные значения, должны оборудоваться звукопоглощающими кожухами и экранами и размещаться в отдельных помещениях или звукоизолирующих кабинах ; - для защиты операторов, обслуживающих низкочастотные стационарные ультразвуковые источники, от электромагнитных полей необходимо проводить экранировку фидерных линий; - использование в ультразвуковых источниках генераторов с рабочими частотами не ниже 22 кГц; - при систематической работе с источниками контактного ультразвука в течение более 50% рабочего времени необходимо устраивать два регламентированных перерыва - десятиминутный перерыв за 1-1,5 ч до и пятнадцатиминутный перерыв через 1,5- 2 ч после обеденного перерыва для проведения физиопрофилактических процедур; - к работе с ультразвуковыми источниками допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующий курс обучения и инструктаж по технике безопасности. Для измерения уровней звукового давления воздушного ультразвука 113 применяются шумомеры, микрофоны и полосовые фильтры. Измерение контактного ультразвука рекомендуется проводить измерительным трактом, который должен состоять из: - датчика, чувствительность которого позволяет регистрировать ультразвуковые колебания с уровнем колебательной скорости на поверхности не ниже 80 дБ; - лазерного интерферометра; - усилителя; - схемы обработки сигналов, включающей фильтры низкой и высокой частот; - милливольтметра В3-40; - дифференцирующей цепочки и импульсного милливольтметра Вч-12. 6.3 ЗАЩИТА ОТ ИНФРАЗВУКА Инфразвук — область акустических колебаний с частотой ниже 16...20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев — с низкочастотной вибрацией. Источниками инфразвука в промышленности являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, средства наземного, воздушного и водного трансторта. При воздействии инфразвука на организм уровнем 110...150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство страха, сонливость, затруднение речи; специфическая для действия инфразвука реакция — нарушение равновесия. При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуве114 ренности, эмоциональной неустойчивости. . Следует отметить, что производственный шум и вибрация оказывают более агрессивное действие, чем инфразвук сопоставимых параметров. Гигиеническая регламентация инфразвука производится по санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583—96, которые задают предельно допустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки (табл. 6.5). Таблица 6.5 Предельно допустимые уровни инфразвука в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами (Гц) на рабочих местах и на территории жилой застройки Название Уровни звукового давления, дБ помещений Общий уровень звукового давления, Lлин,дБ 2 4 8 16 100 95 90 85 100 95 90 85 80 95 90 85 80 75 90 75 70 65 60 75 Производствен— работа различное: ной степени тяжести — работа различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности Территория жилой застройки Помещения жилых и общественных зданий 115 Некоторые способы защиты от инфразвука аналогичны способам защиты от шума. К ним можно отнести снижение уровня инфразвука в сомом источнике, увеличение жесткости колеблющихся конструкций, применение глушителей реактивного типа. 6.4 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ Вибрация это совокупность механических колебаний, простейшим видом которых являются гармонические. Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной вибрационной болезни. При воздействии вибрации наблюдается нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, изменения в суставах. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот — спазм сосудов. Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8... 10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30...125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12... 15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чув116 ствительность. К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышают риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012—90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556—96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин Если вибрирующая система совершает гармонические колебания, то для ее описания используют следующие характеристики:  амплитуду виброперемещения, Xm, м;  колебательную скорость,Vm, м/с,  виброускорение, am, м/с2;  период колебаний, T, с;  частоту колебаний, f, Гц. Значения виброскорости и виброускорения изменяются в очень широких пределах, поэтому, как и для шума, удобнее пользоватья их логарифмическими характеристиками. Уровень виброскорости определяется по формуле (6.17) как и для контактного ультразвука Lv 20 lg v , v0 (6.17) 117 , где v - пиковое значение виброскорости, м/с. v0 - опорное значение виброскорости, равное 5 10-8 м/с. Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую и локальную. При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные значения виброскорости и их логарифмические уровни в децибелах. Для измерения вибрации применятся виброметры и шумомеры с дополнительным приспособлением предусилителем, устанавливаемым вместо мик- рофона. Широкое распространение получили приборы ВШВ – 3М2 измери- тели шума и вибраций. Основные методы защиты от вибрации делятся на две большие группы:  снижение вибрации в самом источнике ее возникновения;  уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника. Методы и средства коллективной защиты от вибрации. Классификация методов и средств защиты от вибрации представлена на рис. 6.2. Виброизоляцией называется уменьшение степени передачи вибрации от источника к защищаемым объектам. Виброизоляцию можно оценивать через коэффициент передачи Kп 1/ f f 0 1 , (6.18) 118 Рис. 6.2. Классификация методов и средств защиты от вибрации где f и f0 — частота возмущающей силы и собственная частота системы при наличии виброизолирующего слоя (Гц). Эффективность виброизоляции определяется по формуле BL 20lg 1 KП , (6.19) Чем выше частота возмущающей силы по сравнению с собственной, тем больше виброизоляция. При f < f0 возмущающая сила целиком передается основанию. При f = f0 происходит резонанс и резкое усиление вибрации, а при f > 2f0 обеспечивается виброизоляция, пропорциональная коэффициенту передачи. Собственная частота системы f0 1 2 q m 1 2 g x , (6.20) где q—жесткость виброизолятора; g — ускорение свободного падения; 119 х — статическая осадка виброизолятора под воздействием собственной массы. Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки могут устанавливаться на амортизаторы (резиновые, металлические или комбинированные) или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупругого слоя. Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между рукой и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью. Выбор гашения вибрации осуществляется за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др. 120 7 ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 7.1 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10 24 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля (ЭМП). Источниками ЭМП являются атмосферное электричество, космические лучи, а также искусственные источники: различные генераторы, радиолокаторы, антенны, высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), трансформаторы, лазерные установки, приборы индукционного и диэлектрического нагрева, мониторы компьютеров и др. В зависимости от диапазона длин волн различают: электромагнитное излучение радиочастот (107…10-4 м), инфракрасное излучение ( 10-4 …7,5 10-7 м), видимую область (7,5 10-7 …4 10-4 м), ультрафиолетовое излучение ( 4 10-7 … 10-9 м), рентгеновское излучение, гамма излучение ( 10-9 м) и др. К ЭМП промышленной частоты относятся ЛЭП напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой систе121 ме, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ. При воздействии ЭМП происходит нагрев тела человека. Интенсивнее всего ЭМП воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, почки и т.п. При воздействии ЭМИ ( электромагнитного излучения) на глаза возможно помутнение хрусталика (катаракта). При нагреве человеческого организма выше теплового порога (плотность потока энергии I = 10 мВт/см2), происходит перегрев организма. Электромагнитное поле (ЭМП) диапазона радиочастот. Оно обладает рядом свойств, которые широко используются в отраслях экономики. Эти свойства (способность нагревать материалы, распространение в пространстве и отражение от границы раздела двух сред, взаимодействие с веществом) делают использование ЭМП диапазона радиочастот весьма полезным и перспективным в промышленности, науке, технике, медицине. Источниками ЭМП этого вида являются приборы, применяемые в промышленности для индукционного нагрева металлов и полупроводников (в таких технологических процессах, как закалка и отпуск деталей, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников, очистка полупроводников, выращивание полупроводниковых кристаллов и пленок), а также приборы диэлектрического нагрева, применяемые для сварки синтетических материалов, прессовки синтетических порошков. Свойства электромагнитных волн распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела сред широко используют в таких областях, как радиосвязь, телевидение, радиолокация, дефектоскопия и других, поэтому телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи являются также мощными источниками ЭМП диапазона радиочастот. Различают технологические и паразитные источники ЭМП. К последним относятся выносные согласующие трансформаторы, выносные батареи конденсаторов, фидерные линии, щели в обшивке установок. В радиоаппаратуре всех диапазонов частот к технологическим источникам 122 относятся антенны, петли связи, к паразитным — щели в обшивках генераторов, неплотности соединений тракт, различные отверстия и др. Единицами ЭМП являются: частота f (Гц), напряженность электрического поля Е (В/м), напряженность fH (А/м), плотность потока энергии E(Вт/м2). В ЭМП существуют три зоны, которые различаются по расстоянию от источника ЭМ. Зона индукции имеет радиус, равный R 2 , (7.1) где λ – длина волны электромагнитного излучения. В этой зоне электромагнитная волна не сформирована и поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей. Зона интерференции (промежуточная) имеет радиус, определяемый по формуле 2 , R 2 (7.2) В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряженность электрического, магнитного поля, а также плотность потока энергии. Дальняя зона характеризуется тем, что это зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействуют только энергетическая составляющая ЭМП — плотность потока энергии. Если источник ЭМП имеет сверхвысокие частоты (СВЧ), то практически он создает вокруг себя зону энергетического воздействия — дальнюю зону, имеющую радиус: R 2 , (7.3) Знание длин волн ЭМП, формируемых источником, дает возможность выбора приборов контроля электромагнитного излучения. Для низкочастотных источников ЭМП (НЧ, ВЧ, УВЧ-диапазоны) необходимо использовать приборы, измеряющие электрическую и магнитную составляющие ЭМП, для СВЧ123 диапазона — приборы, позволяющие измерять плотность потока энергии ЭМП. Биологическое действие ЭМП радиочастот характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подразумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем или локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция и др.) – чем меньше энергия электромагнитного излучения, тем выше тепловой эффект, который он производит. По своим биофизическим свойствам ткани организма неоднородны, поэтому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. Это может привести к образованию стоячих волн и локальному перегреву ткани, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик, желчный пузырь, кишечник, семенники). Влияние ЭМП на организм зависит от таких физических параметров как длина волны, интенсивность излучения, режим облучения — непрерывный и прерывистый, а также от продолжительности воздействия на организм, комбинированного действия с другими производственными факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость организма на действие ЭМП. Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны), т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды — повышенная температура (свыше 28° С), наличие мягкого рентгеновского излучения — вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧполя. 124 7.2 НОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Оценка воздействия ЭМИ радиочастот (ЭМИ РЧ) согласно СанПиН 2.2.4/1.8.055 96 осуществляется по следующим параметрам: По энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ (кроме лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности) при условии прохождения этими лицами в установленном порядке предварительных и периодических медицинских осмотров по данному фактору и получения положительного заключения по результатам медицинского осмотра. По значениям интенсивности ЭМИ РЧ; такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, для лиц, не проходящих предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров по данному фактору или при наличии отрицательного заключения по результатам медицинского осмотра; для работающих или учащихся лиц, не достигших 18 лет, для женщин в состоянии беременности; для лиц, находящихся в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов); для лиц, находящихся на территории жилой застройки и в местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц...300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м). В диапазоне частот 300 Мгц...ЗОО Гц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м2, мкВт/см2). Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц...300 125 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека. Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭЕ = E2Т [(В/м)2 • ч]. Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, равна ЭЭН=H2 T[А/м)2 • ч]. В случае импульсно-модулированных колебаний оценка проводит- ся по средней за период следования импульса мощности источника ЭМИ РЧ и, соответственно, средней интенсивности ЭМИ РЧ. Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в табл. 7.1. Таблица 7.1 Предельно допустимые значения энергетической экспозиции Диапазон Предельно допустимая энергетическая экспозиция частот по электрической по магнитной по плотности составляющей составляющей потока энергии (В/м)2 ч (А/м)2 ч (мкВт/м)2 ч 30 кГц…3МГц 20000,0 200,0 — 3…30 МГц 7000,0 Не разработаны — 30…50 МГц 800,0 0,72 — 50…300МГц 800,0 Не разработаны — 300МГц…300ГГц — — 200,0 Примечание. В настоящих Санитарных нормах и правилах во всех случаях при указании диапазонов частот каждый диапазон исключает нижний и включает верхний предел частоты Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Епду, Нпду, ППЭпду) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяются по формулам: 126 EПДУ H ПДУ ППЭПДУ 1 (ЭЭЕПД / T ) 2 ; T ЭЭ E 2 ; 1 (ЭЭНПД / T ) 2 ; T ЭЭППЭПД T , T (7.4) ЭЭ H 2 ; (7.5) ЭЭППЭПД ППЭ , (7.6) Предельно допустимая интенсивность воздействия от антенн, работающих в режиме кругового обзора, или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20 определяется по формуле ППЭПДУ K ЭЭППЭИЛ T , (7.6) где К — коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10. Независимо от продолжительности воздействия интенсивность не должна превышать максимальных значений (например, 1000 мкВт/см2 для диапазона частот 300 МГц...300 ГГц). Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми СВЧ-устройствами предельно допустимые уровни воздействия определяются по формуле ППД ИДУ K1 ээППЭИЛ T , (7.7) где K1 —коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5. При этом плотность потока энергии на кистях рук не должна превышать 5000 мкВт/см2. Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ должны, как правило, определяться, исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены). Сокращение продолжительности воздействия должно быть подтверждено технологическими распорядительными документами и (или) результатами хронометража. 127 7.3 СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАДИОЧАТОТ Защита персонала от воздействия электромагнитных полей радиочастот (ЭМИ РЧ) осуществляется путем проведения организационных и инженернотехнических, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. К организационным мероприятиям относятся: выбор рациональных режимов работы оборудования; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМИ РЧ (защита расстоянием и временем) и т.п. Инженерно-технические мероприятия включают: рациональное размещение оборудования; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование, использование минимальной необходимой мощности генератора); обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ РЧ. Лечебно-профилактические мероприятия осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работника, связанные с воздействием ЭМИ РЧ, и включают предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.). Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты. Классификация методов защиты человека от ЭМИ РЧ представлена на рис. 7.1. В поглощающих экранах используются специальные материалы, обеспечивающие поглощение излучения соответствующей длины волны. В зависимости от излучаемой мощности и взаимного расположения источника и рабочих мест конструктивное решение экрана может быть различным (замкнутая каме128 ра, щит, чехол, штора и т. д.). Экранирование смотровых окон, приборных панелей проводится с помощью радиозащитного стекла. Для уменьшения просачивания электромагнитной энергии через вентиляционные жалюзи последние экранируются металлической сеткой либо выполняются в виде запредельных волноводов. Уменьшение утечек энергии из фланцевых сочленений волноводов достигается путем применения «дроссельных фланцев», уплотнения сочленений с помощью прокладок из проводящих (фосфористая бронза, медь, алюминий, свинец и другие металлы) и поглощающих материалов, осуществления дополнительного экранирования. Средства индивидуальной защиты следует использовать в случаях, когда снижение уровней ЭМИ РЧ с помощью общей защиты технически невозможно. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок. При работе внутри экранированных помещений (камер) стены, пол и потолок этих помещений должны быть покрыты радиопоглощающими материалами. В случае неправильного излучения допускается применение поглощающих покрытий только на соответствующих участках стен, потолка, пола. 129 Защита от электромагнитных излучений Индивидуальная защита Лечебно-профилактические мероприятия Локальная защита Коллективная защита Подъем антен От внешних излучений Лесонасождения Радиозащитные костюмы Дифракционные экраны Секторное блокирование излучения сканеров Средства частичной защиты (очки, халаты, фартуки) Инженерно-технические методы защиты От внутренних излучений Ограничение места и времени нахождения в поле при эксплуатации Рациональное размещение излучающих и облучающих объектов Организационные мероприятия Экранирование стен и оконных проемов Использование радиопоглащающих объемов Экранирование источников радиоизлучения Рис. 7.1. Классификация защитных методов и средств защиты от электромагнитных излучений радиочастот В тех случаях, когда уровни ЭМИ РЧ на рабочих местах внутри экранированного помещения превышают ПДУ, персонал необходимо выводить за пределы камер. В зависимости от условий облучения, характера и места нахождения источников ЭМИ РЧ могут быть применены различные средства и методы защиты от облучения: защита временем; защита расстоянием; экранирование источника излучения; уменьшение излучения непосредственно в самом источнике излучения; экранирование рабочих мест; средства индивидуальной защиты; выделение зон излучения. Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в электромагнитном поле и применяется, когда нет возможности сни130 зить интенсивность излучения до допустимых значений. Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической (EПДУ) и магнитной (HПДУ) составляющих в зависимости от продолжительности воздействия приведены в табл.7.2. Таблица 7.2 Предельно допустимые уровни напряженности электрической EПДУ и магнитной HПДУ составляющих в диапазоне частот 30 Кгц…300 МГц в зависимости от продолжительности воздействия EПДУ, В/м Продолжи- HПДУ, А/м тельность воз- 0,03…3 3…30 30…300 0,03…3 30…50 действия, t, ч Мгц Мгц МГц МГц Мгц 8,0 и более 50 30 10 5,0 0,30 7,5 52 31 10 5,0 0,31 7,0 53 32 11 5,3 0,32 6,5 55 33 11 5,5 0,33 6,0 58 34 12 5,8 0,34 5,5 60 36 12 6,0 0,36 5,0 63 37 13 6,3 0,38 4,5 67 39 13 6,7 0,40 4,0 71 42 14 7,1 0,42 3,5 76 45 15 7,6 0,45 3,0 82 48 16 8,2 0,49 2,5 89 52 18 8,9 0,54 2,0 100 59 20 10,0 0,60 1,5 115 68 23 11,5 0,69 131 Окончание табл. 7.2 1,0 141 0,5 200 0,25 0,125 0,08 и менее 84 28 14,2 0,85 118 40 20,0 1,20 283 168 57 28,3 1,70 400 236 80 40,0 2,40 500 296 80 50,0 3,00 Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,08 ч дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается. Значения предельно допустимых уровней плотности потока энергии (ППЭПДУ) в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ приведены в табл. 7.3. Таблица 7.3. Предельно допустимые уровня плотности потока энергии (ППЭПДУ) в диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, t, ч ППЭПДУ, мкВт/см3 8,0 25 7,5 27 7,0 29 6,5 31 6,0 33 5,5 36 5,0 40 4,5 44 4,0 50 3,5 57 3,0 67 2,5 80 132 Окончание табл. 7.3 2,0 100 1,5 133 1,0 200 0,5 400 0,25 800 0,20 и менее 1000 Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается. Защита расстоянием применяется в том случае, если невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. В этом случае прибегают к увеличению расстояния между излучателем и обслуживающим персоналом. Уменьшение мощности излучения непосредственно в самом источнике излучения достигается за счет применения специальных устройств. С целью предотвращения излучения в рабочее помещение в качестве нагрузки генераторов вместо открытых излучателей применяют поглотители мощности (эквивалент антенны и нагрузки источников ЭМИ РЧ), при этом интенсивность излучения ослабляется до 60 дБ и более. Промышленностью выпускаются эквиваленты антенн, рассчитанные на поглощение излучения мощностью 5, 10, 30, 50, 100 и 250 Вт с длинами волн 3,1...3,5 и 6...1000 см. Снижение уровня мощности может быть достигнуто с помощью аттенюаторов, которые позволяют ослабить в пределах от 0 до 120 дБ излучение мощностью 0,1; 0,5; 1,5; 10; 50 и 100 ВТ и длинами волн 0,4...0,6; 0,8...300 см. Экранирование источников излучения используется для снижения интенсивности электромагнитного поля на рабочем месте или устранении опасных зон излучения. В этом случае применяются экраны из металлических листов или сеток в виде замкнутых камер, шкафов и кожухов. Основной характеристикой каждого экрана является степень ослабления Э электромагнитного поля, называемая эффективностью экранирования, которая 133 представляет собой отношение Е, Н, ППЭ в данной точке при отсутствии экрана к Еэ, Нэ, ППЭэ, в той же точке при наличии экрана: Э Е ЕЭ Э ; Н НЭ ; Э ППЭ ППЭЭ ; (7.8) Экранирование источников ЭМИ РЧ или рабочих мест осуществляется с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и др. 7.4. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Инфракрасное излучение (ИКИ) — часть электромагнитного спектра с длиной волны = 780 нм...1000 мкм, энергия которого при поглощении в веще- стве вызывает тепловой эффект. С учетом особенностей биологического действия ИК-диапазон спектра подразделяют на три области: ИК-А (780...1400 нм), ИК-В (1400...3000 нм) и ИК-С (3000 НМ...1000 мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Например, интенсивность 70 Вт/м 2 при длине волны . = 1500 нм уже дает повреждающий эффект вследствие специфического воздействия лучистой теплоты (в отличие от конвекционной) на структурные элементы клеток тканей, на белковые молекулы с образованием биологически активных веществ. Наиболее поражаемые у человека органы — кожный покров и органы зрения; при остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение артериокапилляров, усиление пигментации кожи; при хронических облучениях 134 изменение пигментации может быть стойким, например, эритемоподобный (красный) цвет лица у рабочих — стеклодувов, сталеваров. К острым нарушениям органа зрения относится ожог, конъюнктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. При остром интенсивном ИКизлучении (100 Вт/см для А. = 780...1800 нм) и длительном облучении (0,08...0,4 Вт/см2) возможно образование катаракты. Коротковолновая часть ИК-излучения может фокусироваться на сетчатке, вызывая ее повреждение. ИК-излучение воздействует в частности на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингита, ринита, синуситов), не исключается мутагенный эффект ИК-облучения. Нормирование ИК-излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды для продолжительности действия более 50 % смены в соответствии с ГОСТ 12.1.005—88 и Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Основным путем оздоровления труда в горячих цехах, где ИКИ — основной компонент микроклимата, является изменение технологических процессов в направлении ограничения источников тепловыделений и уменьшении времени контакта работающих с ними. Дистанционное управление процессом увеличивает расстояние между рабочим и источником тепла и излучения, что снижает интенсивность влияющей на человека радиации. Важное значение имеют теплоизоляция поверхности оборудования; устройство защитных экранов, покрытых теплоизоляционными материалами, ограждающих рабочих от лучистого и конвекционного тепла, водяные и воздушные завесы; укрытие поверхности нагревательных печей полыми экранами с циркулирующей в них проточной водой снижает температуру воздуха на рабочем месте и полностью устраняет ИКИ. Средства коллективной защиты работающих от тепловых излучений пред135 ставлены на рис. 7.2. По действующим санитарным нормам температура нагретых поверхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 42° С. Для снижения интенсивности излучений от наружных поверхностей применяется водное охлаждение. При этом температура наружной поверхности не превышает температуры отходящей воды (35. ..40° С). Вентиляция Мелкодисперсное распыление Веерное С нижним подводом Воздушное душирование С верхним подводом Теплоотводящие Теплоотражающие Из штучных изделий Засыпная Оберточная Мастичная Теплопоглощающие Теплозащитные экраны Теплоизоляция Радиационное охлаждение Средства защиты от тепловых излучений Рис. 7.2. Классификация средств промышленной теплозащиты Расход воды на охлаждение, кг/ч: Ф с t (7.9) где Ф – тепловой поток, Дж/с; с – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг °С); Δt – разность температур отводящей и поступающей воды, °С. Наиболее распространенный и эффективный способ защиты от излучения – экранирование источников излучений. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от инфракрасного излучения. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теп136 лопоглощающие, теплопроводящие. Это деление условно, так как любой экран обладает способностью отражать, поглощать или отводить тепло. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство отражено в нем наиболее сильно. В зависимости от возможности наблюдения за рабочим процессом экраны можно разделить на три типа: I – непрозрачные, II – полупрозрачные и III – прозрачные. Полупрозрачные экраны. К полупрозрачным экранам относятся металлические сетки с размером ячейки З...3,5 мм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло. Сетки применяют при интенсивности облучения 0,35...1,05 кВт/м2, и их коэффициент эффективности порядка 0,67. Цепные завесы применяются при интенсивности облучения 0,7...4,9 кВт/м2. Коэффициент эффективности цепных завес зависит от толщины цепей. С целью повышения эффективности защитных свойств применяют завесы водяной пленкой и устраивают двойные экраны. Армированное стекло применяют при тех же интенсивностях облучения, что и цепные завесы, и имеют такой же коэффициент эффективности. Увеличение эффективности достигается орошением водяной пленки и устройством двойного экрана. Прозрачные экраны. Для прозрачных экранов используют силикатное, кварцевое или органическое стекло, тонкие (до 2 нм) металлические пленки на стекле, воду в слое или дисперсном состоянии. Коэффициент пропускания воды в различных участках спектра в значительной степени зависит от толщины слоя воды. Тонкие водяные пленки начинают заметно поглощать излучение с длиной волны более 1,9 мкм и значительно поглощают волны длиной более 3,2 мкм. Поэтому они пригодны для экранирования источников с температурой до 800° С. При толщине слоя воды 15...20 мм полностью поглощаются излучения с длиной волны более 1 мкм, поэтому такой слой воды эффективно защищает от теплового излучения источников с температурой до 1800° С. Экраны в виде водяной пленки, стекающей по стеклу, более устойчивы по сравнению со свободными завесами: они имеют более высокий коэффициент эффективности (порядка 0,9) и могут применяться при интенсивностях облучения 1750 Вт/м2. 137 Теплопоглощающие прозрачные экраны изготовляют из различных стекол (силикатных, кварцевых, органических), бесцветных или окрашенных. Для повышения эффективности применяется двойное остекление с вентилируемой воздушной прослойкой. Органическое стекло применяют для защиты лица от теплового облучения в виде налобовых щитков. Эффективность стекол зависит от спектра излучения, т.е. стекло обладает узкополосными свойствами. В последнее время одним из методов предупреждения влияния лучистой энергии является охлаждение стен, пола и потолка и применение специальных экранов на рабочих местах. Кроме мер, направленных на уменьшение интенсивности теплового излучения на рабочих местах, предусматривают также условия, при которых обеспечивается отдача тепла человека непосредственно на месте работы. Это осуществляется путем создания оазисов и душирования, с помощью которых непосредственно на рабочее место направляется воздушный поток определенной температуры и скорости в зависимости от категории работы, сезона года и интенсивности инфракрасной радиации согласно ГОСТ 12.1.005—98. 7.5. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ (УФИ) Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200...400 нм. По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФА — с длиной волны 400...280 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФБ — с длиной волны 315...280 нм, обладает выраженным загарным и антирахитическим действием; УФС — с длиной волны 280...200 нм, активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием. Ультрафиолетовое излучение, составляющее приблизительно 5 % плотности потока солнечного излучения, — жизненно необходимый фактор, оказы138 вающий благотворное стимулирующее действие на организм. Ультрафиолетовое облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным воздействиям вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого выведения вредных веществ из организма. Под воздействием УФИ оптимальной плотности наблюдали более интенсивное выведение марганца, ртути, свинца; оптимальные дозы УФИ активизируют деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов дыхания, улучшают кроветворение. Однако загрязнение атмосферы больших городов понижает ее прозрачность для УФИ, ограничивая его благотворное влияние на население. Ультрафиолетовое излучение искусственных источников (например, электросварочных дуг, плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее уязвимы глаза, причем страдает преимущественно роговица и слизистая оболочка. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии, представляют собой острый конъюнктивит, или кератоконъюнктивит. Заболевание проявляется ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением. Нередко наблюдается эритема кожи лица и век. К хроническим заболеваниям относят хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту. Роговица глаза наиболее чувствительна к излучению волны длиной 270...280 нм; наибольшее воздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295...320 нм. Возможность поражающего действия УФА на сетчатку невелика, однако, не исключена. Кожные поражения протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком и образованием пузырей. Могут возникнуть общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями. На коже после интенсивного УФ-облучения развивается гиперпигментация и шелушение. Длительное воздействие УФ-лучей приводит к «старению» кожи, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований. При повторном воздействии УФИ имеет место кумуляция биологических эффектов. В комбинации с химическими веществами УФИ приводит к фотосенсибилизации — повышенной чувствительности организма к свету с развитием 139 фототоксических и фотоаллергических реакций. Фотоаллергия проявляется в виде экзематозных реакций, образования узелково-папулезной сыпи на коже и слизистых. Фотоаллергия может приводить к стойкому повышению чувствительности организма к УФИ даже в отсутствие фотосенсибилизатора. Канцерогенный эффект УФИ для кожи зависит от дозы регулярного УФ-облучения и некоторых других сопутствующих факторов (диеты, приема лекарственных препаратов, температуры кожи), малые дозы УФИ представляют относительно небольшую опасность. Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557—88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи. Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50 % рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2 —для области УФВ. Излучение в области УФС при указанной продолжительности не допускается. При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т. п.), допустимая интенсивность облучения в области УФВ + УФС (200...315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2. Снижение интенсивности облучения УФИ и защита от его воздействия достигается защитой «расстоянием», экранированием источников излучения; экранированием рабочих мест; средствами индивидуальной защиты; специальной окраской помещений и рациональным размещением рабочих мест. Защита «расстоянием» — удаление обслуживающего персонала от источников УФИ. Расстояния, на которых уровни УФИ не представляют опасности для рабочих, определяются только экспериментально в каждом конкретном случае в зависимости от условий работы, состава производственной атмосфе140 ры, вида источника излучения, отражающих свойств конструкций помещения и оборудования и т. д. Наиболее рациональным методом защиты является экранирование (укрытие) источников излучений. В качестве материалов экрана могут применяться различные материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений. Особое значение имеет защита окружающих от действия излучений. С этой целью рабочие места, на которых имеет место УФИ, ограждаются ширмами, щитками либо устраиваются кабины. Стены и ширмы в цехах окрашивают в светлые тона с добавлением в краску оксида цинка. Кабины изготовляют высотой 1,8...2 м, причем их стенки не должны доходить до пола на 25...30 см для улучшения проветривания кабин. Для защиты от УФИ обязательно применяются индивидуальные средства защиты, которые состоят из спецодежды (куртка, брюки), рукавиц, фартука из специальных тканей, щитка со светофильтром, соответствующего определенной интенсивности излучения. Для защиты глаз, например при ручной электросварке, применяют светофильтры следующих типов: для электросварщиков при сварочном токе 30...75А— Э-1;75...200А— Э-2; 200...400А Э-3 и при токе 400А— Э-4. Для защиты кожи от УФИ применятся мази, содержащие вещество, служащее светофильтрами для этих излучений (салол, салицилово-ме-тиловый эфир и пр.), а также спецодежда, изготовляемая из льняных и хлопчатобумажных тканей с искростойкой пропиткой и из грубошерстных сукон. Для защиты рук от воздействия УФИ применяют рукавицы. 7.6 ЗАЩИТА ПРИ РАБОТЕ С ЛАЗЕРАМИ Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке биологического 141 действия следует различать прямое, отраженное и рассеянное ЛИ. Эффекты воздействия определяются Механизмом взаимодействия ЛИ с тканями (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.) и зависят от длины волны излучения, Длительности импульса (воздействия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физикохимических особенностей облучаемых тканей и органов. ЛИ с длиной волны 380...1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а излучение с длиной волны 180...380 нм и свыше 1400 нм — для передних сред глаза. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральном диапазоне = 180...100 000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях — испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи; значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1 Дж/см2. Лазерное излучение особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ). Импульсный режим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10-2 с связан с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различной длительности и амплитуды. Максимальную амплитуду имеет первый импульс сжатия, который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные и внутри142 мозговые кровоизлияния. Обычно различают локальное и общее повреждения организма. Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии (мощности) излучения видимого и ближнего ИКдиапазона (750...14000 нм) на глазном дне до 6 • 10 4 раз по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения. Повреждения сетчатки дифференцируют на временные нарушения, например ослепление от высокой яркости световой вспышки при плотности излучения на роговице около 150 Вт/см2, и повреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожога с необратимыми повреждениями или в виде «взрыва» зерен пигмента меланина, причем сила взрыва такова, что зерна пигмента выбрасываются в стекловидное тело. Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне близкого инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиолетового диапазона (200...400 нм) поражает роговицу, развивается кератит. Наибольшим фотокератическим действием обладает излучение с длиной волны 280 нм. Излучение с длиной волны 320 нм почти полностью поглощается в роговице и в передней камере глаза, а с длиной волны 320...390 нм — в хрусталике. Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции. При нормировании ЛИ устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 160...300 нм, 380...1400 нм, 1400...100 000 нм. Норми143 руемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е. Гигиеническая регламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров — СН 5804 — 91. Для определения ПДУ (НПДУ и ЕПДУ) при воздействии ЛИ на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1 103 м (площадь апертуры Sа = 10-6 м2). Для определения НПДУ и ЕПДУ при воздействии ЛИ на глаза в диапазонах 180...380 нм и 1400...100 000 нм усреднение производится также по апертуре диаметром 1,1 10-3 м, в диапазоне 380...1400 нм — по апертуре диаметром 7 10-3 м. Нормируются также энергия W и мощность Р излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры. ПДУ ЛИ существенно различаются в зависимости от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов; установлены раздельные ПДУ при воздействии на глаза и кожу. В зависимости от выходной энергии (мощности) и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на четыре класса. К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи. У лазеров II класса выходное излучение представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком (пучком, заключенным в ограниченном телесном угле); диффузно отраженное их излучение безопасно как для кожи, так и для глаз. Выходное излучение лазеров III класса представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и или) при облучении кожи коллимированным пучком. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующее излучение которых в спектральном диапазоне составляет 380...1400 нм. К лазерам IV класса относят такие лазеры, диффузно отраженное излуче144 ние которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. Работы с оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) – лазерами – следует проводить в отдельных, специально выделенных помещениях или отгороженных частях помещений. Само помещение изнутри, оборудование и предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркально отражающихся поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. Эти поверхности лучше окрашивать в матовые тона с коэффициентом отражения не более 0,4. Искусственное освещение в помещении должно быть комбинированным и обеспечивать освещенность, соответствующую санитарным нормам. В помещение или в зону помещения с действующими лазерными установками должен быть ограничен доступ лиц, не имеющих отношение к работе установок. Лазерная установка должна быть максимально экранирована: а) лазерный луч целесообразно передавать к мишени по волноводу (световоду) или по огражденному экранному пространству; б) линзы, призмы и другие с твердой зеркальной поверхностью предметы на пути луча должны снабжаться блендами; в) в конце луча следует устанавливать диафрагмы, предупреждающие отражение от мишени в стороны на большие расстояния. Генератор и лампа накачки должны быть заключены в светонепроницаемую камеру. Лампы накачки должны иметь блокировку, исключающую возможность вспышки лампы при открытом положении ее экрана. Устройства для визуальной юстировки необходимо оборудовать постоянно вмонтированными защитными светофильтрами, поглощающими излучение как на основной частоте, так и наиболее интенсивное излучение на высших гармониках. Для основного луча каждого ОКГ в помещении необходимо выбирать направление в зоны, в которых пребывание людей должно быть исключено. При изготовлении экранирующих щитов, ширм, штор, занавесей следует применять непрозрачные теплостойкие материалы. При отсутствии опасности возникновения пожара от луча лазера ограждения могут быть сделаны из плотной ткани. Приведение ОКГ в рабочее положение полезно блокировать с уста145 новкой экранирующих устройств. Следует избегать работ с лазерными установками при затемнении помещения, поскольку при пониженной освещенности зрачок расширяется и увеличивается вероятность попадания лазерного излучения в глаз. Производить или проверять юстировку лазерной установки необходимо только при отключенном питании возбуждающего устройства (батареи конденсаторов в твердотельных ОКГ и источников электрического тока в газовых ОКГ). Уменьшение уровней шумов, интенсивности излучения высокочастотных генераторов, рентгеновского излучения и концентрации вредных газов и паров необходимо осуществлять согласно соответствующим правилам. В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуются защитные очки из специального стекла. Очки целесообразно монтировать в маску или полумаску, защищающую лицо. Руки защищаются хлопчатобумажными перчатками. Для защиты остальных частей тела достаточна обычная одежда. Для оценки опасности действия лазерного излучения в производственных условиях необходимо произвести расчет лазерно опасной зоны. К основным коллективным средствам защиты от ЛИ относятся применение защитных экранов и кожухов; использование телевизионных систем наблюдения за ходом технологического процесса, а также систем блокировки и сигнализации; ограждение лазерно-опасной зоны. 146 8 ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Ионизирующие излучения получили свое название благодаря способности вызывать ионизацию атомов и молекул в облучаемом веществе. Элементарный акт взаимодействия излучения с веществом – поглощение энергии кванта валентным электроном, приводящее к переходу атома или молекулы в возбужденное состояние вплоть до высвобождения электрона. При освобождении электрона оставшаяся часть атома или молекулы, приобретая положительный заряд, становится положительным ионом. При возврате возбужденного атома или молекулы в исходное состояние без освобождения электрона выделяется излучение определенной энергии. Все ионизирующие подразделяются на излучения электромагнитные по своей (фотонные) физической и природе корпускулярные. Электромагнитные излучения – это рентгеновское излучение, (гамма) - излучение радиоактивных элементов и тормозное излучение Рентгеновское излучение возникает при воздействии на вещество сильного электростатического поля (при разности потенциалов более 10-12 килоВольт). Взаимные превращения и распады радиоактивных элементов сопровождаются появлением - излучения. Тормозное излучение возникает при прохождении через вещество сильно ускоренных заряженных частиц. Все остальные виды ионизирующих излучений можно рассматривать как пучки элементарных ядерных частиц, ядер корпускулярные излучения. Большинство из них частицы (электроны, позитроны), протоны элементов или ионов заряженные частицы: - ядра атомов водорода, дейтроны (ядра атомов тяжелого водорода - дейтерия), - частицы (ядра атомов гелия), тяжелые ионы (ионы и ядра атомов других химических элементов). Кроме того, к корпускулярным излучениям относят и не имеющие заряда ядерные частицы нейтроны. Наряду с ионизирующей способностью, характерным свойством ионизирующих излучений является их проникающая способность в облучаемое 147 вещество. Глубина проникновения ионизирующих излучений в вещество зависит, с одной стороны, от природы излучения, заряда составляющих его частиц и их энергии, а с другой стороны от состава и плотности облучаемого вещества. Электромагнитное ионизирующее излучение обладает большой проникающей способностью, так как поглощается в веществе незначительно, и малой ионизирующей способностью. Для корпускулярных ионизирующих излучений таких, как и , проникающая способность значительно меньше, но ионизирующая способность очень высока. Это можно объяснить либо наличием у частиц, ионизирующих вещество, электрического заряда, либо при его отсутствии наличием значительной массы частиц (нейтроны). Проникающую способность корпускулярных ионизирующих излучений удобно характеризовать величиной пробега частиц в веществе. Нейтронное излучение, представляющее собой поток ядерных частиц, не имеющих электрического заряда, обладает более высокой, чем и - частицы, проникающей способностью. 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 развива148 ются 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) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни). Острые поражения развиваются при однократном равномерном гаммаоблучении 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. 149 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. Для характеристики меры радиоактивности какого-либо количества радионуклида введено понятие активности (А), внесистемной единицей измерения которой является Кюри (Ки), соответствующая 3,7 1010 ядерных превращений в секунду. Системной единицей является беккерель (Бк) А = dN/dt, где dN (8.1) ожидаемое число спонтанных ядерных превращений из данного энергетического состояния, происходящих за промежуток времени dt. 1 Ки = 3,7 1010 Бк. Для характеристики воздействия ионизирующего излучения на вещество введено понятие дозы излучения. 150 Различают поглощенную, эквивалентную и эффективную дозы излучения. Эффект от воздействий ионизирующих излучений на объект при прочих равных условиях прежде всего определяется величиной энергии ионизирующей излучения, переданной веществу поглощенной дозой D D где de de dm , (8.2) средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме; dm масса вещества в этом объеме. Поглощенная доза более точно характеризует воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани. В системе единиц СИ она измеряется в греях (Гр). 1Гр это такая поглощенная доза, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж, следовательно, 1Гр = 1Дж/кг. Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01Гр. Доза в органе или ткани (DТ) – средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела Dт 1 mт D dm , (8.3) mт где m – масса органа или ткани, D – поглощенная доза в элементе T массы dm. Для сравнительной оценки биологического действия разных видов излучения или смешанных излучений при равных поглощенных дозах используется понятие эквивалентной дозы НTR Н T,R WR DT,R , (8.4) где DT,R – средняя поглощенная доза в органе или ткани Т; WR – взвешивающий коэффициент для излучения R. Он определяется как отношение поглощенной дозы "эталонного" излучения к поглощенной дозе данного излучения, обусловливающего тот же биологический эффект. В качестве эталонного излучения принимают 151 рентгеновское излучение. В табл.8.1 приведены значения взвешивающих коэффициентов для отдельных видов ионизирующих излучений. Таблица 8.1 Значения взвешивающих коэффициентов Вид излучения Значение WR Фотоны любых энергий 1 Электроны и мюоны любых энергий 1 Нейтроны 5 – 20 Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи 5 частицы, осколки деления, тяжелые 20 ядра В качестве единицы эквивалентной дозы в системе СИ используется зиверт (Зв), используемая ранее внесистемная единица биологический эквивалент рада (бэр) равна 0,01 Зв. Доза эффективная (Е) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты Eт где Wт H т , (8.5) НТ эквивалентная доза в органе или ткани Т; WT взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т. Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Общее представление о количестве падающей на объект энергии излучения за время облучения может быть получено измерением так называемой экспозиционной дозы X , которая использовалась до недавнего времени для количественной характеристики только рентгеновского и гаммаизлучения, определяемой как 152 Х где dQ dm dQ dm , (8.6) полный заряд ионов одного знака, возникающих в воздухе; масса воздуха в данном объеме. Экспозиционная доза – это доза излучения в воздухе. Она характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений при общем и равномерном облучении тела человека. Экспозиционная доза в системе единиц СИ измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг). Внесистемной единицей экспозиционной дозы излучения является рентген (Р). Рентген это доза гамма - излучения, под действием которого в 1 кубическом см сухого воздуха при нормальных условиях (температура 273 К (0°С) и давление 1,013 105 (760 мм рт. ст.) создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Дозе в 1P соответствует образование 2,08 109 пар одновалентных ионов в 1 кубическом см воздуха. Как видно из определения, экспозиционную дозу удобнее всего использовать для характеристики электромагнитных ионизирующих излучений. Единицы измерения экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз в системе СИ и внесистемные единицы измерения приведены в табл.8.2. Для характеристики изменения дозы во времени вводится понятие мощности дозы. Мощности экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз соответственно определяются как Рэ dХ/d t ; Рп dD/dt ; Рэкв dН/dt (8.7) Таблица 8.2 Единицы измерения доз Доза Экспозиционная Поглощенная Эквивалентная СИ Кулон/кг=Кл/кг Джоуль/кг=Дж/кг=Грей=Гр Зиверт (Зв) Внесистемная Рентген=Р=0,258 10ЗKл/кг рад=10-2Гр бэр=10-23в 153 Единицами измерения мощности дозы являются: Кулон на килограмм в секунду (Кл/(кг с)), рентген в час (Р/ч); Грей в секунду (Гр/с), рад в час (рад/ч); Зиверт в секунду (Зв/с), бэр в час (бэр/ч) Основными документами, регламентирующими действие ионизирующих излучений в РФ, являются “Нормы радиационной безопасности” (НРБ-99) и “Санитарные правила” (СП 2.6.1.758 – 99). Эти документы регламентируют основные требования по обеспечению радиационной безопасности и распространяются на предприятия, учреждения, лаборатории и другие организации всех министерств и ведомств, которые производят, обрабатывают, применяют, хранят или транспортируют естественные и искусственные радиоактивные вещества, другие источники ионизирующих излучений. НРБ устанавливают следующие категории облучаемых лиц: – персонал группы А и Б (профессиональные работники); – все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности. Устанавливаются также три группы критических органов в порядке убывания радиочувствительности: 1 группа все тело, гонады и костный мозг; 2 группа мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, исключая относящиеся к 1 и 3 группам; 3 группа кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов: – основные пределы доз (ПД), приведенные в табл.8.1; – допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющихся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и др.; 154 – контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого. Таблица 8.3 Основные пределы доз Нормируемые Пределы доз величины(1) Персонал (группа А) Население (2) Эффективная доза 20 мЗв в год в среднем 1 мЗв в год в среднем за любые после- за любые после- довательные 5 лет, но довательные 5 лет, но не более 50мЗв в год Эквивалентная доза за не более 5 мЗв в год 150 мЗв 15 мЗв Коже (4) 500 мЗв 50 мЗв Кистях и стопах 500 мЗв 50 мЗв год в хрусталике глаза (3) Примечания: (1) Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам. (2) Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А. (3) Относится к дозе на глубине 300мг/см. (4) Относится к среднему по площади в 1 см2 значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см2, под покровным слоем толщиной 5 мг/см2, на ладонях толщина покровного слоя – 40мг/см2. Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) - - 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 мЗв. 155 Принцип обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излучений (нейтронов, гамма - лучей, бета – и альфа - частиц) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используют следующие методы: фотографический, сцинтилляционный, химический и ионизационный. Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры. Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества под воздействием ионизирующих излучений светятся. Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов – фотоэлектронных умножителей. Химический метод. Некоторые вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Составные части, на которые разлагается данное вещество, смешанные с красителем, при облучении дают цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основано действие химических дозиметров. В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений. Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа : электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между ними создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе 156 проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя величину ионизационного тока, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. В газоразрядных счетчиках используется принцип усиления газового разряда. В отсутствии радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет, а следовательно, в цепи счетчика тока нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду, дополнительно ионизируют газовую среду, что вызывает лавинообразный процесс, возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений. Дозиметрические приборы предназначены для : - контроля облучения – получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах облучения людьми, сельскохозяйственными животными; - контроля радиоактивного заражения людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов; - радиационной разведки – определение уровня радиации на местности; - определение наведенной радиоактивности в технических средствах, предметах, грунте, облученных потоками нейтронов. Для радиоактивной разведки и дозиметрического контроля используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы. 8.1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ИОНИЗИРУЮЩИМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ Все работы с радионуклидами правила подразделяют на два вида: на работу с закрытыми источниками ионизирующих излучений и работу с открытыми радиоактивными источниками. 157 Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются любые источники, устройство которых исключает попадание радиоактивных веществ в воздух рабочей зоны. Открытые источники ионизирующих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны. Поэтому отдельно разработаны требования к безопасной работе с закрытыми и открытыми источниками ионизирующих излучений на производстве. Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника. Главной опасностью закрытых источников ионизирующих излучений является внешнее облучение, определяемое видом излучения, активностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой. Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие: 1. Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения времени действия. 2. Интенсивность излучения от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в них в единицу времени, и обратно пропорционально квадрату расстояния. 3. Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощь экранов. Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (зашита количеством); сокращение времени работы с источниками (зашита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (зашита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (защита экранами). Защита количеством подразумевает проведение работы с минимальными количествами радиоактивных веществ, т.е. пропорционально сокращает мощ158 ность излучения. Однако требования технологического процесса часто не позволяют сократить количество радиоактивного вещества в источнике, что ограничивает на практике применение этого метода зашиты. Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми активностями. Защита расстоянием — достаточно простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала. Защита экранами наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения. Лучшими экранами для защиты от рентгеновского и гамма-излучений являются материалы с большим Z, например свинец, позволяющий добиться нужного эффекта по кратности ослабления при наименьшей толщине экрана. Более дешевые экраны делаются из просвинцованного стекла, железа, бетона, барритобетона, железобетона и воды. По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп: 1. Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений. 2. Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации. 3. Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяет159 ся для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны. 4. Защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории. 5. Экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.). Защита от открытых источников ионизирующих излучений предусматривает как защиту от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения, связанного с возможным проникновением радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу. Все виды работ с открытыми источниками ионизирующих излучений разделены на 3 класса. Чем выше класс выполняемых работ, тем жестче гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переоблучения. Способы зашиты персонала при этом следующие: 1. Использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде. 2. Герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явиться источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду. 3. Мероприятия планировочного характера. Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными веществами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Помещения для работ I класса должны размещаться в отдельных зданиях или изолированной части здания, имеющей отдельный вход. Помещения для работ II класса должны размещаться изолированно от других помещений; работы III класса могут проводиться в отдельных специально выделенных комнатах. 4. Применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных материалов. 160 5. Использование средств индивидуальной защиты персонала. Все средства индивидуальной защиты, используемые для работы с открытыми источниками, разделяются на пять видов: спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополнительные защитные приспособления. 6. Выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ионизирующих излучений: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (дезактивация) кожных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязнения спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности проникновения радиоактивных веществ внутрь организма. Службы радиационной безопасности. Безопасность работы с источниками ионизирующих излучений на предприятиях контролируют специализированные службы — службы радиационной безопасности комплектуются из лиц, прошедших специальную подготовку в средних, высших учебных заведениях или специализированных курсах Минатома РФ. Эти службы оснащены необходимыми приборами и оборудованием, позволяющими решать поставленные перед ними задачи. Службы выполняют все виды контроля на основании действующих методик, которые постоянно совершенствуются по мере выпуска новых видов приборов радиационного контроля. Важной системой профилактических мероприятий при работе с источниками ионизирующих излучений является проведение радиационного контроля. Основные задачи, определяемые национальным законодательством по контролю радиационной обстановки в зависимости от характера проводимых работ, следующие: — контроль мощности дозы рентгеновского и гамма-излучений, потоков бета-частиц, нитронов, корпускулярных излучений на рабочих местах, смежных помещениях и на территории предприятия и наблюдаемой зоны; — контроль за содержанием радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе 161 рабочих и других помещений предприятия; — контроль индивидуального облучения в зависимости от характера работ: индивидуальный контроль внешнего облучения, контроль за содержанием радиоактивных веществ в организме или в отдельном критическом органе; — контроль за величиной выброса радиоактивных веществ в атмосферу; — контроль за содержанием радиоактивных веществ в сточных водах, сбрасываемых непосредственно в канализацию; — контроль за сбором, удалением и обезвреживанием радиоактивных твердых и жидких отходов; — контроль уровня загрязнения объектов внешней среды за пределами предприятия. 162 9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАНОСТИ 9.1 ЭЛЕКТРООПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДТВЕ Электронасыщенность современного оборудования формирует электричекую опасность, источниками которой могут быть электрические сети, электрифицированное оборудование и инструмент, вычислительная и организационная техника, работающая на электричестве. Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако по числу тяжелых или с летальным исходом травм, занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60…70 %) происходит при работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Приблизительно половина несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, происходит во время профессиональной деятельности пострадавших. По некоторым данным электротравмы составляют около 30 процентов общего числа всех травм на производстве и, как правило, имеют тяжелые последствия. По частоте смертельных исходов электротравматизм в 15-16 раз превосходит другие виды травм. Первая медицинская помощь должна быть оказана в первые четырепять минут после поражения электрическим током. Применяя современные методы оживления в первые две минуты после наступления клинической смерти, можно спасти до 92 % пострадавших, а в течение от трех до ч етырех минут - только 50 %. Некоторые виды электротравм, особенно при напряжении более 1000 В, характеризуются термическим действием электрического тока. Пострадавший может получить тяжелые ожоги наружных и глубоко расположенных тканей, что приводит к не совместимым с жизнью нарушениям орга163 нов и систем. Главной причиной смерти при поражении человека электрическим током является периферический циркуляторный коллапс после фибрилляции желудочка сердца. Он непременно разовьется, если не делать массаж сердца одновременно с проведением искусственного дыхания «изо рта в рот». Конструкции, исполнение, способ установки и класс изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов, кабелей, проводов и прочего оборудования должны соответствовать параметрам электроустановки, требованиям действующих норм и правил, а также условиям окружающей среды. Следовательно, электрооборудование должно быть стойким в отношении воздействия окружающей среды или защищенным от этого воздействия. Окружающая среда и окружающая обстановка усиливают или ослабляют опасность поражения человека током. Так, сырость, токопроводящая пыль, агрессивные пары, газы и жидкости, плесень и другие органические отложения, разрушающе действуют на изоляцию электроустановок, резко снижая её сопротивление и создавая угрозу перехода напряжения на нетоковедущие части электрооборудования. Вместе с тем при этих условиях, как и при высокой температуре окружающего воздуха, понижается электрическое сопротивление тела человека, что ещё более увеличивает опасность его поражения током. Электрический ток оказывает на человеческий организм биологическое, электролитическое и термическое воздействие. Биологическое выражается в раздражении и возбуждении живых клеток организма, что приводит к непроизвольным судорожным сокращениям мышц, нарушению нервной системы, органов дыхания и кровообращения. При этом могут наблюдаться обмороки, потеря сознания, расстройство речи, судороги, нарушение дыхания (вплоть до остановки). При тяжелой электротравме смерть может наступить мгновенно. Электролитическое воздействие проявляется в разложении плазмы крови и других органических жидкостей, что может привести к нарушению 164 их физико-химического состава. Термическое воздействие сопровождается ожогами участков тела и перегревом отдельных внутренних органов, вызывая в них различные функциональные расстройства. Возникающая электрическая дуга вызывает местные повреждения тканей и органов человека. На исход электрической травмы влияет множество факторов. Рассмотрим их ниже. Сила тока. От ее величины зависит общая реакция организма. Предельно допустимая величина переменного тока 0,3 мА. При увеличении силы тока до 0,6-1,6 мА человек начинает ощущать его воздействие, происходит легкое дрожание рук. При силе тока 8-10 мА сокращаются мышцы руки (в которой зажат проводник), человек не в состоянии освободиться от действия тока. Значения переменного тока 50-200 мА и более вызывают фибрилляцию сердца, что может привести к его остановке. Род тока. Предельно допустимое значение постоянного тока в 3-4 раза выше допустимого значения переменного, но это - при напряжении не выше 260-300 В. При больших величинах он более опасен для человека ввиду его электролитического воздействия. Сопротивление тела человека. Тело человека проводит электричество. Электризация происходит тогда, когда существует разность потенциалов между двумя точками в данном организме. Важно подчеркнуть, что опасность несчастных случаев с электричеством возникает не от простого контакта с проводом, находящимся под напряжением, а от одновременного контакта с проводом под напряжением и другим предметом при разнице потенциалов. Сопротивление тела человека слагается из трех составляющих: сопротивлений кожи (в местах контактов), внутренних органов и емкости человеческого кожного покрова. Основную величину сопротивления составляет поверхностный кожный 165 покров (толщиной до 0,2 мм). При увлажнении и повреждении кожи в местах контакта с токоведущими частями ее сопротивление резко падает. Сопротивление кожного покрова сильно снижается при увеличении плотности и площади соприкосновения с токоведущими частями. При напряжении 200300 В наступает электрический прорыв верхнего слоя кожи. Действие тока может привести к механическому расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также многовенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Продолжительность воздействия тока. Тяжесть поражения зависит от продолжительности воздействия электрического тока. Время прохождения электрического тока имеет решающее значение для определения степени телесного повреждения. Например, электрические угри и скаты производят чрезвычайно неприятные разряды, способные вызвать потерю сознания. Тем не менее, несмотря на напряжение в 600 В, силу тока 1 А и сопротивление примерно в 600 Ом, эти рыбы не способны вызвать смертельной шок поскольку продолжительность разряда слишком мала - порядка нескольких десятков микросекунд. При длительном воздействии электрического тока снижается сопротивление кожи (из-за потовыделения) в местах контактов, повышается вероятность прохождения тока в особенно опасный период сердечного цикла. Человек может выдержать смертельно опасное значение переменного тока 100 мА, если продолжительность воздействия тока не превысит 0,5 с. Разработаны устройства защитного отключения (УЗО), которые обеспечивают отключение электроустановки не более чем за 0,20 с при однофазном (однополюсном) прикосновении. Путь электрического тока через тело человека. Наиболее опасно, когда ток проходит через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг. При поражении человека по пути «правая рука - ноги» через сердце человека проходит 6,7 % общей величины электрического тока. При пути «нога - нога» через сердце человека проходит только 0,4 % общей величины 166 тока. С медицинской точки зрения прохождение тока через тело является основным травмирующим фактором. Частота электрического тока. Принятая в энергетике частота электрического тока (50 Гц) представляет большую опасность возникновения судорог и фибрилляции желудочков. Фибрилляция не является мускульной реакцией, она вызывается повторяющейся стимуляцией с максимальной чувствительностью при 10 Гц. Поэтому переменный ток (с частотой 50 Гц) считается в три раз более опасным, чем постоянный ток, пять он воздействует на сердечную дея- тельность человека. Различают два вида поражения организма электрическим током: электрические травмы и электрические удары. Электротравмы это местные поражения тканей и органов. К местным травмам относят ожоги, электрические знаки и металлизацию кожи, механические повреждения, электроофтальмии, механические повреждения. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении под влиянием чаще всего электрической дуги. Электроофтальмия воспаление наружных слизистых оболочек глаз вследствие мощного ультрафиолетового излучения электродуги Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности. Остановка сердца связана с фибрилляцией — хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы (фибрилл). Различают четыре степени электрических ударов: I щение мышц без потери сознания; II судорожное сокра- судорожное сокращение мышц с поте- рей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца, III и нарушение сердечной деятельности или (и) дыхания; IV потеря сознания клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения. 167 Ток, проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которым оказался пострадавший, и суммарного электрического сопротивления, в которое входит сопротивление тела человека. Величина последнего определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи, составляющее при сухой коже и отсутствии повреждений сотни тысяч Ом. Если эти условия состояния кожи не выполняются, то ее сопротивление падает до 1 кОм. При высоком напряжении и значительном времени протекания тока через тело сопротивление кожи падает еще больше, что приводит к более тяжелым последствиям поражения током. Внутреннее сопротивление тела человека не превышает нескольких сот Ом и существенной роли не играет. На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическое и психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в табл. 9.1. Оказание первой помощи при поражении электрическим током. При поражении электрическим током необходимо быстро освободить пострадавшего от действия тока немедленно отключить ту часть электроустановки, которой касается пострадавший (рис.9.1). Когда невозможно отключить электроустановку, следует принять иные меры по освобождению пострадавшего, соблюдая надлежащую предосторожность. Для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода напряжением до 1000 В следует воспользоваться канатом, палкой, доской или каким-либо другим сухим предметом, не проводящим электрический ток. 168 Таблица 9.1 Характер воздействия тока на человека (путь тока рука — нога, напряжение 220 В) Ток, мА 0,6...1,5 Переменный ток, 50 Гц Постоянный ток Начало ощущения, легкое дро- Ощущений нет жание пальцев 2,0…2,5 Начало болевых ощущений 5,0…7,0 Начало судорог в руках То же Зуд, ощущение нагрева 8,0…10,0 Судороги в руках, трудно, но Усиление ощущения можно оторваться от электродов 20,0…25,0 нагрева Сильные судороги и боли, неот- Судороги рук, затрудпускающий ток, дыхание за- нение дыхания труднено 50,0…80,0 Паралич дыхания То же 90,0…100,0 Фибрилляция сердца при дейст- Паралич дыхания при вии тока в течение 2—3 с, пара- длительном 300,0 лич дыхания нии тока То же, за меньшее время Фибрилляция протека- сердца через 2— 3 с, паралич дыхания Можно оттянуть пострадавшего за одежду (если она сухая и отстает от тела), избегая при этом прикосновения к окружающим металлическим предметам и частям тела пострадавшего, не прикрытым одеждой. Для изоляции своих рук следует воспользоваться диэлектрическими перчатками или обмотать руку шарфом, надеть на нее суконную фуражку, натянуть на руку рукав пиджака или пальто, накинуть на пострадавшего сухую материю. 169 Действовать рекомендуется одной рукой, другая должна находиться в кармане или за спиной. На линии электропередачи, когда невозможно быстро отключить ее на пунктах питания, можно произвести замыкание проводов накоротко, набросив на них гибкий неизолированный провод достаточного сечения, заземленный за металлическую опору, заземляющий спуск и т.д. Для удобства на свободный конец проводника прикрепляют груз. Если пострадавший касается одного провода, то достаточно заземлить только один провод. Все, о чем говорилось выше, относится к установкам напряжением до 1000 В. Для отделения пострадавшего от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000 В, следует применять диэлектрические боты, перчатки и изолирующие штанги, рассчитанные на соответствующее напряжение. Такие действия может производить только обученный персонал. После освобождения пострадавшего от действия электрического тока или атмосферного электричества (удара молнии) необходимо провести полный объем реанимации. Пострадавшему обеспечить полный покой, не разрешать двигаться или продолжать работу, так как возможно ухудшение состояния из-за ожогов внутренних органов и тканей по ходу протекания электрического тока. Последствия внутренних ожогов могут проявиться в течение первых суток или ближайшей недели. Прежде чем приступить к реанимации, проверяют состояние пострадавшего (пульс, состояние зрачков). Если зрачки расширены, на свет не реагируют, отсутствуют пульсации на сонных артериях, то необходимо приступить к реанимации. Пострадавший должен находиться на жестком основании - на полу, на земле или на досках. Грудь и живот освобождают от стесняющей одежды и проверяют, нет ли перелома шейных позвонков, повреждения черепа (затылочной части). Реанимация начинается с восстановления проходимости дыхатель170 ных путей, затем проводится искусственное дыхание методом «изо рта в рот» или «изо рта в нос». Второй важнейшей составной частью реанимационных действии является наружный массаж сердца, который обеспечивает искусственное сокращение мышц сердца и восстановление кровообращения. Проведением искусственного дыхания следует заниматься людям, которые обучены приемам оказания экстренной реанимационной, первой медицинской помощи. Неумелое оказание первой помощи может привести к ухудшению состояния пострадавшего. Рис. 9.1. Освобождение пострадавшего от действия тока Если оказывает помощь один спасатель, то 2 «вдоха» искусственного дыхания делают после 15 надавливаний на грудину. Если оказывает помощь группа спасателей, то 2 «вдоха» искусственного дыхания делают после 5 надавливаний на грудину 171 Если человек будет стоять на поверхности земли в зоне растекания электрического тока, то на длине шага возникнет напряжение, и через его тело будет проходить электрический ток. Величина этого напряжения, называемого шаговым, зависит от ширины шага и места расположения человека. Чем ближе человек стоит к месту замыкания, тем больше величина шагового напряжения. Величина опасной зоны шаговых напряжений зависит от величины напряжения электролинии. Чем выше напряжение, тем больше опасная зона. Считается, что на расстоянии 8 м от места замыкания электрического пр овода напряжением выше 1000 В опасная зона шагового напряжения отсутствует. При напряжении электрического провода ниже 1000 В величина зоны шагового напряжения составляет 5 м Чтобы избежать поражения электрическим током, человек должен выходить из зоны шагового напряжения короткими шажками, не отрывая одной ноги от другой. При наличии защитных средств из диэлектрической резины (боты, галоши) можно воспользоваться ими для выхода из зоны шагового напряжения. Запрещается выпрыгивать из зоны шагового напряжения на одной ноге. В случае падения человека (на руки) значительно увеличится величина шагового напряжения, а следовательно, и величина электрического тока, который будет проходить через его тело и через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг. С точки зрения состояния окружающей среды производственные помещения могут быть сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные с токопроводящей и нетокопроводящей пылью, с химически активной или органической средой. Во всех помещениях, кроме сухих, сопротивление тела человека уменьшается. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все производственные помещения по опасности поражения электрическим током раз172 деляются на три категории. 1.Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих факторов (признаков): сырости, когда относительная влажность превышает 75%; высокой температуры воздуха, превышающей 35°С; токопроводящей пыли; токопроводящих полов; возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с другой. 2.Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из трех условий: особой сырости, когда относительная влажность воздуха ближе к 100 %; химически активной среды, когда содержащиеся пары или образующиеся отложения действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования; двух и более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью. 3.Помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием признаков повышенной и особой опасности. Опасность трехфазных электрических цепей с изолированной нейтралью. Провода электрических сетей по отношению к земле имеют емкость и активное сопротивление утечки, равное сумме сопротивлений изоляции путем тока на землю (рис. 9.2). Для упрощения анализа можно принять их равными, т. е. СА= СВ =СС и rА=rВ =rС=r. При прикосновении человека к одному из фазных проводов (9.2, а) (однофазное сопротивление) исправной сети проводимость этого провода относительно земли уменьшается и происходит смещение нейтрали. Ток через человека в этом случае выражается зависимостью Uф IЧ RЧ r (r 6 RЧ ) 1 2 9 RЧ (1 r 2 2C 2 ) , (9.1) где Uф – фазное напряжение сети; Rч – сопротивление цепи человека; r = rтч+ rод + rоб + rоп , где rтч – сопротивление человека; rод – сопротивление 173 одежды (0,5...1 кОм – для влажной ткани и 10...15 кОм – для сухой); rоб – сопротивление обуви (для влажной – 0,2...2 кОм, а для сухой – 25. ..5000 кОм); rоп – сопротивление опорной поверхности ног – пола или грунта (сопротивление сухих полов достигает 2 кОм, а влажных или пропитанных щелочами или кислотами – 4...50 Ом); сопротивление опорной поверхности ног на грунте зависит от удельного сопротивления грунта и может быть определено по формулам: roп = 2,2q, если ступни расположены Рис. 9.2. Опасность трехфазных электрических цепей с изолированной нейтралью. рядом и ron =1,6q – ступни ног расположены на расстоянии шага (где q – удельное сопротивление грунта, Ом•м); ω = 2π – угловая частота сети, – частота тока для промышленных сетей равна 50 Гц. В случае коротких электрических сетей (при малых емкостях фазных проводов относительно земли C = 0) выражение для тока через человека запишется так: IЧ r) , 3UФ /(3RЧ В кабельных сетях сопротивления утечки большие (r → (9.2) ), а емкости значительны. Тогда: IЧ U Ф С 9 RЧ2 2 С2 1 , (9.3) 174 При двухфазном прикосновении (рис. 9.2,6) человек попадает под линейное напряжение и ток через человека определяется выражением: IЧ U Л / RЧ , где UЛ – линейное напряжение сети: U Л (9.4) 3U Ф . В аварийном режиме работы сети при наличии замыкания на одной из фаз на землю (рис. 9.2, в) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, выразится зависимостью: IЧ U Л /( RЧ RК ) , (9.5) Если переходным сопротивлением RК в месте замыкания на землю можно пренебречь по сравнению с сопротивлением цепи человека, ток через человека IЧ где U Л U Л / RЧ , (9.6) 3U Ф . Таким образом, при прикосновении к одному фазному проводу сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме ток через человека зависит от сопротивления утечки и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю резко повышает опасность однофазного прикосновения, так как в этом случае человек попадает под напряжение, близкое к линейному. Наиболее опасным является двухфазное прикосновение. Опасность трехфазных электрических сетей с заземленной нейтралью. Трехфазные сети с заземленной нейтралью обладают малым сопротивлением между нейтралью и землей (практически оно равно сопротивлению рабочего заземления нулевой точки трансформатора или генератора) (рис. 9.3). Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению, и ток через человека, прикоснувшегося к одной из фаз (рис. 9.3, а), определится выражением: IЧ UФ /( RЧ R0 ) , (9.7) где R0 – сопротивление рабочего заземления нейтрали. Пренебрегая сопротивлением рабочего заземления нейтрали (R < 10 Ом) по сравнению с сопротивлением цепи человека, можно записать: 175 IЧ UФ / RЧ , (9.8) При двухфазном прикосновении (рис. 9.3, б) человек попадает под линейное напряжение как в сетях с изолированной нейтралью и ток через человека IЧ U Л / RЧ , (9.9) В аварийном режиме (рис. 9.3, в), когда одна из фаз сети замкнута на землю, происходит перераспределение напряжения и напряжения исправных фаз по отношению к земле отличны от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, человек попадает под напряжение Рис. 9.3. Опасность трехфазных электрических цепей с заземленной нейтралью. UЧ, которое больше фазного, но меньше линейного, и ток, проходящий через человека, IЧ UЧ / RЧ . (9.10) Таким образом, прикосновение к исправной фазе при замыкании другой фазы на землю опаснее, чем прикосновение в фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с заземленной нейтралью, а наиболее опасно двухфазное прикосновение. 176 Анализируя различные случаи прикосновения человека к проводам трехфазных электрических сетей, можно сделать следующие выводы: 1) наименее опасным является однофазное прикосновение к проводу исправной сети с изолированной нейтралью; 2) при замыкании одной из фаз на землю опасность однофазного прикосновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при любом режиме нейтрали; 3) наиболее опасным является двухфазное прикосновение при любом режиме нейтрали. Режим нейтрали трехфазной сети выбирается по технологическим требованиям и по условиям безопасности. Согласно ПУЭ, при напряжении выше 1000 В применяются две схемы: трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехпроводные сети с эффективно заземленной нейтралью, а при напряжении до 1000 В применяются трехпроводные сети с изолированной нейтралью и четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью. Опасность сетей однофазного тока. Однофазные сети могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку (рис. 9.4). При однополюсном прикосновении к проводу изолированной сети человек оказывается «подключенным» к другому проводу через сопротивление утечки (рис. 9.4, а). Так как однофазные сети переменного тока имеют небольшую протяженность, емкостью проводов относительно земли можно 177 Рис. 9.4 . Опасность сетей однофазного тока: а – схема прикосновения к проводу изолированной сети; б – эквивалентная схема; в – схема прикосновения к незаземленному проводу сети с заземленным полюсом; г – схема прикосновения к проводу неисправной сети; д – схема прикосновения к проводу сети с заземленной средней точкой; е – схема прикосновения к двум проводам сети пренебречь, а для сетей постоянного тока емкость не увеличивается, так как ток утечки через емкость равен нулю. Для упрощения выводов условимся, что сопротивления утечки обоих проводов одинаковы, т.е. r1 r2 r, (9.11) Выражение для тока, протекающего через человека, полученное из эквивалентной схемы (рис. 9.4,б), имеет вид: IЧ U /(r 2RЧ ) , (9.12) Прикосновение человека к незаземленному проводу сети с заземленным полюсом (рис. 9.4, в) вызывает протекание тока 178 IЧ U /( RЧ R0 ) , (9.13) а так как R0 << RЧ, то можно записать, что IЧ U / RЧ , (9.14) Прикосновение к исправному проводу при замыкании другого провода на землю (рис. 9.4, г) вызывает ток через человека: IЧ U /( RЧ RК ) , (9.15) При прикосновении к одному из проводов сети с заземленной средней точкой (рис. 9.4, д) человек попадает под напряжение, равное половине напряжения сети: IЧ U / 2( RЧ R3 ) , (9.16) где R3 – сопротивление замыкания. В случае прикосновения к двум проводам сети (рис. 9.4, е) человек попадает под напряжение сети и выражение для тока будет: IЧ U / RЧ , (9.17) Анализируя эти выражения для токов, проходящих через человека при различных случаях прикосновения к однофазным сетям постоянного тока, можно сделать вывод, что наиболее опасно двухполюсное прикосновение при любом режиме сети относительно земли (изолированной, с заземленным полюсом или средней точкой), так как в этом случае ток, протекающий через человека, определяется только сопротивлением его тела. Наименее опасно однополюсное прикосновение к проводу изолированной сети в нормальном режиме работы. Растекание тока в грунте. Схема растекания тока в грунте представлена на рис. 9.5, а. Замыкание тока происходит при повреждении изоляции и пробое фазы на корпус оборудования, при падении на землю провода под напряжением и по другим причинам. Растекание тока замыкания в грунте определяет характер распределения потенциалов на поверхности земли. 179 Рис. 9.5. Растекание тока в грунте (а); напряжение прикосновения (б) и напряжение шага (в). Для упрощения анализа сделаем допущения, что ток стекает в грунт через одиночный заземлитель полусферической формы (рис. 9.5, а), что грунт однородный и изотропный и что удельное сопротивление грунта ρ во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя. Тогда плотность тока в точке А на расстоянии х выразится зависимостью 180 I3 S I3 , 2 x2 (9.18) где I3 – ток, стекающий с заземлителя в грунт; S 2 x 2 – площадь по- верхности полусферы радиусом х. Падение напряжения в элементарном слое грунта толщиной dx выразится через напряженность поля Е и толщину этого слоя: dU (9.19) Edx , Напряженность поля определяется законом Ома в дифференциальной форме Е =δρ. Потенциал точки А (или напряжение в этой точке) равен падению напряжения от точки А до бесконечно удаленной точки с нулевым потенциалом. Поэтому A UA dU x x I3 dx 2 2 x I3 2 x, (9.20) Обозначив I3 = ρ/2π = const = k, получим k / x, UA A (9.21) Таким образом, потенциал на поверхности грунта распределяется по закону гиперболы. Напряжение прикосновения (рис. 9.5, б) – это напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса φ к и точек почвы, в которых находятся ноги человека φн (рис. 9.5, б), т. е. U пр к н I3 2 1 x3 1 x I3 2 x x3 , x (9.22) или U пр Величину U3 , (9.23) называют коэффициентом напряжения прикосновения (в пределах этой зоны растекания тока а меньше единицы, а за пределами этой зо181 ны равен единице). Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от заземлителя, и за пределами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования. Ток, протекающий через человека при прикосновении, IЧ U пр / RЧ , (9.24) Напряжение шага – это напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека (рис.9.5, в). При расположении одной ноги человека на расстоянии x от заземлителя и ширине шага а (обычно принимается а = 80 см) получаем U Ш 1 2 I3 1 I 1 ( ) 3 2 x x a 2 a , x( x a ) (9.25) или UШ axз , x( x a ) U3 (9.26) Аналогично напряжению прикосновения напряжение шага: UШ где U3 / , (9.27) ax3 – коэффициент напряжения шага, который зависит от вида заx( x a ) землителей, расстояния от заземлителя и ширины шага (чем ближе к заземлителю и чем шире шаг, тем β больше). Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю. Напряженность шага также увеличивается с увеличением ширины шага. Ток, обусловленный напряжением шага, IЧ U Ш / RЧ , (9.28) Следует отметить, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным 182 путям: через грудную клетку – от напряжения прикосновения и по нижней петле – от напряжения шага. Значительные напряжения шага вызывают судорогу в ногах, человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль тела человека. 9.2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИИ 9.2.1 Общие положения Государственный надзор за проведением мероприятий, обеспечивающих безопасное обслуживание электрических и теплоиспользующих установок, осуществляется специальным органом Государственным энергетическим надзором. Государственный энергетический надзор в Российской Федерации (госэнергонадзор) входит в систему Минэнерго России и объединяет действующие в топливно-энергетическом комплексе надзорные организации и инспекции в целях обеспечения эффективного использования энергетических ресурсов в Российской Федерации и безопасной эксплуатации энергетических установок. Для непосредственного выполнения обязанностей по организации эксплуатации электроустановок руководитель (кроме граждан владельцев электроустановок напряжением выше 1000 В) соответствующим документом назначает ответственного за электрохозяйство организации и его заместителя. Ответственный за электрохозяйство и его заместитель назначаются из числа руководителей и специалистов организации. При наличии у Потребителя должности главного энергетика обязанности ответственного за электрохозяйство, как правило, возлагаются на него. Если установленная мощность электроустановок у Потребителя не превышает 10 кВА, работник, замещающий ответственного за элек183 трохозяйство, может не назначаться. Если у Потребителя электрохозяйство включает в себя только вводное (вводно-распределительное) устройство, осветительные установки, переносное электрооборудование номинальным напряжением не выше 380 В, ответственный за электрохозяйство может не назначаться. В этом случае руководитель Потребителя ответственность за безопас ную эксплуатацию электроустановок может возложить на себя по письменному согласованию с местным органом госэнергонадзора путем оформления соответствующего заявления-обязательства без проверки знаний и присвоения соответствующей группы по электробезопасности. Группа по электробезопасности у ответственного за электрохозяйство и его заместителя: V - в электроустановках напряжением выше 1000 В; IV - в электроустановках напряжением до 1000 В 9.2.2 Меры по обеспечению электробезопасности на производстве Обеспечение электробезопасности на производстве может быть достигнуто целым комплексом организационно-технических мероприятий: назначение ответственных лиц, производство работ по нарядам и распоряжениям, проведение в срок плановых ремонтов и проверок электрооборудования, обучение персонала и пр. Далее рассмотрены некоторые меры по предотвращению электротравматизма. 1. Заземление (зануление) корпусов электрооборудования. В нормальных рабочих условиях никакой ток не течет через заземленные соединения. При аварийном состоянии цепи величина электрического тока (через заземленные соединения с низким сопротивлением) достаточно высока для того, чтобы расплавить предохранители или вызвать действие защиты, которая снимет электрическое питание с электрооборудования. 184 2. Применение двойной изоляции. Ручные электрические машины с двойной изоляцией не требуется заземлять. На корпусе такой машины должен иметься специальный знак (квадрат в квадрате). 3.Применение светильников с пониженным напряжением. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных переносные электрические светильники должны иметь напряжение не выше 50 В. При работах в особо неблагоприятных условиях (колодцах выключателей, барабанах котлов и т.п.) переносные светильники должны иметь напряжение не выше 12 В. 4.Подключение и отключение электрооборудования разрешается производить только электротехническому персоналу с группой по электробезопасности не ниже III 5. Применение устройств защитного отключения (УЗО). Данное устройство реагирует на ухудшение изоляции электрических проводов: когда ток утечки повысится до предельной величины 30 мА, происходит отключение электрических проводов в течение 30 микросекунд. УЗО применяется для защиты внутриквартирных электрических проводов, для безопасности работы с ручными электрическими машинами и при проведении электросварочных работ в помещениях повышенной опасности и особо опасных. 6. Применение средств защиты (диэлектрических перчаток, ковров, бот и галош, подставок, изолирующего инструмента и т.п.). Средства защиты по характеру их применения подразделяют на две категории: средства коллективной защиты и средства индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.011). Основное электрозащитное средство Основным называется изолирующее электрозащитное средство, изоляция которого длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которое позволяет работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением. Основные электроэащитные средства в электроустановках напряже-нием выше 1000 В: 185 изолирующие штанги всех видов; изолирующие и электроизмерительные клещи; указатели напряжения; устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола кабеля, указатели повреждения кабелей и т. п.); прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше (полимерные изоляторы, изолирующие лестницы и т. п.). Основные электрозащитные средства в электроустановках напряжением до 1000 В: изолирующие штанги; изолирующие и электроизмерительные клещи; указатели напряжения; диэлектрические перчатки; изолированный инструмент. Дополнительное электрозащитное средство Дополнительное электрозащитное средство - изолирующее электрозащитное средство, которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты oт напряжения прикосновения и напряжения шага. Дополнительные электрозащитные средства в электроустановках напряжением выше 1000 В:  диэлектрические перчатки;  диэлектрические боты;  изолирующие штанги (оперативные, для наложения заземления, измерительные и др.); 186  изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением и слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками для работы в электроустановках;  диэлектрические перчатки, боты, галоши, ковры, изолирующие накладки и подставки;  индивидуальные экранирующие комплекты;  переносные заземления;  оградительные устройства и диэлектрические колпаки;  плакаты и знаки безопасности.  диэлектрические ковры;  изолирующие подставки и накладки;  изолирующие колпаки;  штанги для переноса и выравнивания потенциала.  Дополнительные электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В:  диэлектрические галоши;  диэлектрические ковры;  изолирующие подставки и накладки;  изолирующие колпаки. Кроме перечисленных электрозащитных средств при работах в электроустановках следует при необходимости применять такие средства индивидуальной защиты, как очки, каски, противогазы, рукавицы, монтажные пояса и страховочные канаты. Основными мероприятиями по защите от электротравматизма являются:  обеспечение недоступности токоведущих частей путем использования изоляции, ограждений, расположения указанных элементов на высоте, в корпусах и в станинах оборудования;  применение малых напряжений (как правило, не выше 42 В) в ручном механизированном инструменте, в местных и переносных источниках света; 187  использование изоляции токоведущих частей : рабочей, двойной (рабочей и дополнительной), усиленной (улучшенной рабочей изоляции, эффективность которой такая же, как и у двойной);  электрическое разделение сети на отдельные участки с помощью специальных разделительных трансформаторов, что позволяет уменьшить электрическую ёмкость сети и значительно повысить роль сопротивления изоляции;  выравнивание потенциала земли с целью устранения шагового напряжения за счёт использования не одиночных, а групповых заземлителей;  применение средств коллективной защиты от поражения электротоком, защитного заземления, зануления и отключения;  использование средств индивидуальной защиты и специальных электрозащитных приборов и устройств;  организация профотбора путем проведения медицинских осмотров при приеме на работу и периодически раз в 2 года - всех лиц, связанных с эксплуатацией электроустановок;  обучение и аттестация персонала. 9.2.3 Средства электробезопасности Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и других средств и методов защиты Требования к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ, в соответствии с которыми они должны устраиваться при номинальном напряжении 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. В условиях работ в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных они должны выполняться в установках с напряжением питания > 42 В переменного и > 110 В постоянного тока. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. 188 Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение металлических частей электроустановок с землей или ее эквивалентом. Схема защитного заземления представлена на рис. 9.6. Рис. 9.6. Схема защитного заземления в сети с изолированной нейтралью: 1 – трансформатор; 2 – сеть; 3 – корпус токоприемника; 4 – обмотка электродвигателя; 5 – заземлитель; 6-L сопротивление заземления нейтрали (условно) При наличии заземления вследствие стекания тока на землю напряжение прикосновения уменьшается и, следовательно, ток, проходящий через человека, оказывается меньше, чем в незаземленной установке. Чтобы напряжение на заземленном корпусе оборудования было минимальным, ограничивают сопротивление заземления. В установках до 1000 В оно должна быть не более 4 Ом 189 Рис. 9.7. Схема зануления в трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью: 1 – трансформатор; 2 – сеть; 3 – предохранитель; 4 – обмотка электродвигателя; 5 – корпус электродвигателя; 6 – зануляющий проводник; 7 – нулевой защитный проводник; 8 – сопротивление заземления нейтрали. Зануление состоит в преднамеренном соединении металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником (рис. 9.7). При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемый силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом электроустановка обесточивается. Предусматривается повторное заземление нулевого проводника на случай обрыва нулевого провода на участке, близком к нейтрали. По этому заземлению ток стекает на землю, откуда попадает в заземление нейтрали, по нему во все фазные провода, включая имеющий пробитую изоляцию, далее на корпус. Таким образом образуется контур короткого замыкания. Защитное отключение электроустановок обеспечивается путем введения устройства, автоматически отключающего оборудование — потребитель тока при возникновении опасности поражения током. Pис.9.8. Принципиальная схема устройства защитного отключения: 1 – реле максимального тока; 2 – трансформатор тока; 3 – проводник; 4 – заземли190 тель; 5 – электродвигатель; б – пускатель; 7 – блок-контакты; 8 – сердечник; 9 – катушка пускателя; 10, 12, 13 – кнопки; 11 – вспомогательное сопротивление Схемы отключающих автоматических устройств весьма разнообразны. Во всех случаях система срабатывает на превышение какого-либо параметра в электрических цепях технологического оборудования (силы тока, напряжения, сопротивления изоляции). На рис. 9.8 представлена схема защитного отключения с использованием реле максимального тока. Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся в непосредственном контакте с землей. Протекающий при этом через место замыкания электрический ток называется током замыкания на землю. Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию. Это сопротивление состоит из трех частей: сопротивления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и землёй, сопротивления земли. Две первые части по сравнению с третью весьма малы, поэтому под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление земли растеканию тока. Поскольку плотность тока в земле на расстоянии больше 20 м от заземлителя весьма мала, можно считать, что сопротивление стекающему с заземлителя току оказывает лишь соответствующий объем земли. Однако при различных формах и размерах заземлителя сопротивление этого объёма грунта различно (например, при одиночном полушаровом заземлителе поле растекания тока замыкания ограничивается полусферой радиусом 20 м). Наибольшее сопротивление растеканию тока замыкания на землю оказывают слои земли, находящиеся вблизи электрода, в них происходят наибольшие падения напряжения. С удалением от электрода сопротивление току замыкания на землю уменьшается, уменьшается и падение напряжения. Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрического и технологического оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное 191 влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т.п.). Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления молниезащиты. Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к нетоковедущим металлическим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением. Заземлителем называют одиночные или объединенные вместе металлические проводники, находящиеся в грунте и имеющие с ним электрический контакт. Объединенные одиночные заземлители называют контуром заземления. В табл.9.2 приводятся формулы для расчёта сопротивления одиночных заземлителей. Формулы для вычисления сопротивлений одиночных заземлителей растеканию тока в однородном грунте Таблица 9.2 № п/п 1 Тип заземлителя Стержневой, круглого сечения, (трубчатый) или Схема Формулы R 2 l ln 4l d уголковый у поверхности Условия применения Для уголка с шириной полки земли 2 То же, в земле R ln 2 l 2l 1 4t l ln d 2 4t l Для уголка с шириной полки 3 Протяженные на поверхности земли R l ln 2l d Для полосы шириной (стержень, труба, полоса, кабель и т.п.) 192 4 То же, в земле R 2 l2 ln l dt Для полосы шириной Заземляющими проводниками являются металлические проводники, соединяющие корпуса электроустановок с заземлителем. В качестве одиночных вертикально закладываемых заземлителей используют стальные трубы (некондиционные) длиной от 2 до 3 м с толщиной стенок не менее 4 мм, прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м, а иногда и более. Для связки вертикальных электродов и в качестве самостоятельного электрода применяется полосовая сталь сечением не менее 4 х 12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7-0,8 м, после чего производят забивку заземлителей. Верхние концы электродов соединяют стальной полосой с помощью сварки (рис. 9.9). Рис. 9.9. Установка стального стержневого электрода в траншее Сопротивление контура заземления растеканию тока зависит от удельного сопротивления грунта (r), климатических условий, размеров, числа и условий размещения одиночных заземлителей в грунте. Удельное сопротивление грунта находится в большой зависимости от характера и строения грунта, температуры и содержания в ней влаги и солей. Поэтому в качестве расчетного необходимо брать наибольшее возможное в течение года значение удельного сопротивления грунта, получаемое в результате умножения r на соответствующий коэффициент сезонности y. Согласно требованиям правил устройства электроустановок сопротивле193 ние заземляющего устройства должно составлять не более 4 Ом в электроустановках напряжением до 1000 В при мощности трансформатора (генератора) выше 100 кВА и не более 10 Ом при мощности трансформатора менее 100 кВА. В электроустановках напряжением выше 1000 В сопротивление заземляющего устройства принимают в зависимости от величины тока замыкания. 9.3 СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Величина потенциалов зарядов искусственного статического электричества на ременных передачах и лентах конвейеров может достигать 40 кВ при механической обработке пластмасс и дерева до 30 кВ, при распылении красок до 12 кВ. При соответствующих условиях происходит пробой воздушной прослойки, сопровождающийся искровым разрядом (пробивное сопротивление абсолютно сухого воздуха составляет 3000 кВ/м), что может инициировать взрыв или пожар. Основные мероприятия, применяемые для защиты от статического электричества производственного происхождения, включают методы, исключающие или уменьшающие интенсивность генерации зарядов, и методы, устраняющие образующиеся заряды. Интенсивность генерации зарядов можно уменьшить соответствующим подбором пар трения или смешиванием материалов таким образом, что в результате трения один из смешанных материалов наводит заряд одного знака, а другой — другого. В настоящее время создан комбинированный материал из нейлона и дакрона, обеспечивающий защиту от статического . электричества по этому принципу. Изменением технологического режима обработки материалов также можно добиться снижения количества генерируемых зарядов (уменьшение скоростей обработки, скоростей транспортирования и слива диэлектрических жидкостей, уменьшение сил трения). 194 При заполнении сыпучими веществами или жидкостями диэлектриками резервуаров на входе в них применяют релаксационные емкости, чаще всего в виде заземленного участка трубопровода Увеличенного диаметра, обеспечивающего отекание всего заряда статического электричества на землю. Образующиеся заряды статического электричества устраняют чаще всего путем заземления электропроводных частей производственного оборудования. Сопротивление такого заземления должно быть не более 100 Ом. При невозможности устройства заземления практикуется повышение относительной влажности воздуха в помещении. Возможно увеличить объемную проводимость диэлектрика, для чего в него вносят графит, ацетиленовую сажу, алюминиевую пудру, а в жидкие диэлектрики — специальные добавки. Для ряда машин и агрегатов нашли применение нейтрализаторы статического электричества (коронного разряда, радиоизотопные, аэродинамические и комбинированные). Во всех типах этих устройств путем ионизации воздуха вблизи элемента конструкции, накапливающего заряд статического электричества, образуются ионы, в том числе со знаком, противоположным знаку заряда, что и вызывает его нейтрализацию. К средствам индивидуальной защиты от статического электричества относятся электростатические халаты и специальная обувь, подошва которой выполнена из кожи либо электропроводной резины, а также антистатические браслеты. 195 10 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАНОСТЬ Пожары и взрывы на объектах экономики, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей, являются причиной многих несчастных случаев и причиняют огромный материальный ущерб. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение. 10.1 БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ВЫШЕ АТМОСФЕРНОГО При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т.д. широко распространены различные системы повышенного давления, к которым относится следующее оборудование: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основной характеристикой этого оборудования является то, что давление газа или жидкости в нем превышает атмосферное. Это оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением. Основное требование к этим сосудам — соблюдение их герметичности на протяжении всего периода эксплуатации. Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы сосудов, работающих под давлением. Кроме этих сосудов требования по герметичности обязательны и для вакуумных установок и оборудования. Вакуумным называют оборудование, в котором различные технологические, процессы протекают в среде разреженных газов. С физической точки зрения к разреженным относятся газы, находящиеся при столь малых давлениях, что средняя длина свободного пробега их молекул соизмерима с линейными размерами того оборудования, в котором эти газы находятся. 196 Любые сосуды, работающие под давлением, всегда представляют собой потенциальную опасность, которая при определенных условиях может трансформироваться в явную форму и повлечь тяжелые последствия. Разгерметизация сосудов, работающих под давлением, достаточно часто сопровождается возникновением двух групп опасностей. Первая из них связана с взрывом сосуда или установки, работающей под давлением. Взрывом называют быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей (ударной волной называется распространение в газообразной, жидкой или твердой среде поверхности, на которой происходит скачкообразное повышение давления, сопровождающееся изменением плотности, температуры и скорости движения среды. Эта поверхность называется поверхностью взрыва или скачком уплотнения). При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположены сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования. Вторая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании, работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические ожоги, если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой. Если в сосуде находились агрессивные вещества, то работающие могут получить химические ожоги; кроме того, при этом возникает опасность отравления персонала. Радиационная опасность возникает при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества. Таким образом, для обеспечения безопасности персонала, обслуживающего сосуды под давлением, весьма важно, чтобы эксплуатируемое оборудование сохраняло герметичность. Рассмотрим основные виды сосудов и аппаратов, работающих под давлением. 197 Трубопроводы — это устройства для транспортировки жидкостей и газов. По существующему ГОСТу все жидкости и газы, транспортируемые по ним, разбиты на десять групп. Для определения вида вещества, транспортируемого по трубопроводам, их окрашивают в соответствующие цвета (опознавательная окраска): Вода — зеленый Пар — красный Воздух — синий Газы горючие и негорючие — желтый Кислоты — оранжевый Щелочи — фиолетовый Жидкости горючие и негорючие — коричневый Прочие вещества — серый Кроме опознавательной окраски на трубопроводы наносят краской предупредительные (сигнальные) цветные кольца: Цвет наносимого на трубопро- Транспортируемые вещества вод кольца Красный Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся Зеленый Безопасные или нейтральные Желтый Токсичные или иной вид опасности, например глубокий вакуум, высокое давление, наличие радиации Количество сигнальных колец определяет степень опасности. Баллоны — это сосуды для транспортировки и хранения сжатых и растворенных газов. Различают баллоны малой (0,4—12 л), средней (20—50 л) и большой (80— 500 л) вместимости. В зависимости от содержащихся газов баллоны окрашивают в соответствующие сигнальные цвета, а также на их поверх198 ность наносят надпись, указывающую вид газа, а в ряде случаев — отличительные полосы. В верхней части каждого стального баллона выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя; дата (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки материала баллона; рабочее и пробное гидравлическое давление, МПа; емкость баллона, л; масса баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта. Криогенные сосуды предназначены для хранения и транспортировки различных сжиженных газов: воздуха, кислорода, аргона и др. В соответствии с ГОСТом их выпускают шести типоразмеров; 6; З; 10; 16; 25 и 40 л. Эти сосуды маркируются следующим образом: например СК-40 — сосуд криогенный емкостью 40л. Снаружи их окрашивают серебристой или белой эмалью и посередине наносят отличительную полосу с названием сжиженного газа, находящегося в сосуде. Кроме рассмотренных сосудов для хранения больших количеств сжиженных газов используют стационарные резервуары (объемом до 500 тыс. л и более), а для их перевозки — транспортные сосуды (цистерны), имеющие объем до З5 тыс. л. Газгольдеры предназначены для хранения и выдачи больших количеств сжатых газов, отделения от них механических примесей и других целей. Различают газгольдеры высокого и низкого давления. В первых из них сжатый газ находится по одним из следующих давлений: менее 25; 32 и 40 МПа. Газгольдеры низкого давления рассчитаны на большой объем хранимых газов: 105— 3·107л. Таблица 10.1 Цвета окраски баллонов Газ Цвет окраски баллона Текст надписи Цвет надписи Цвет полосы Азот Черный Азот Желтый Коричневый Аммиак Желтый Аммиак Черный — Аргон Черный Аргон Синий Синий технический технический 199 Ацетилен Белый Ацетилен Красный — Бутан Красный Бутан Белый — Водород Темно-зеленый Водород Красный — Воздух Черный Сжатый воздух Белый — Кислород Голубой Кислород Черный — Углекислота Черный Углекислота Желтый — Хлор Защитный — — Зеленый Другие Красный Наименование газа Белый — Черный Наименование газа Желтый — горючие газы Другие негорючие газы Кроме рассмотренных герметичных устройств и установок применяют также автоклавы (автоклавы — герметичные установки, предназначенные для проведения различных тепловых и химических процессов под повышенным давлением), компрессоры (компрессоры — устройства для получения сжатого воздуха давлением свыше 3·105 Па), котлы. Обеспечение безопасности работы герметичных устройств регламентируется нормативным документом: «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов» и др. Рассмотрим теперь основные причины, приводящие к разгерметизации сосудов, работающих под давлением. Их принято делить на эксплуатационные и технологические. Первой эксплуатационной причиной разгерметизации является образование взрывоопасных смесей, состоящих из горючих газов, паров или жидкостей и окислителя. Примером таких смесей могут служить ацетилен и кислород, водород и кислород, пары этилового спирта и кислород и др. Взрывоопасные смеси «горючее—окислитель» могут возгораться и взрываться, если имеется инициатор (источник) зажигания, в качестве которого мо200 жет выступить электрическая искра (например, возникающая в результате накопления статического электричества), искры от газо- и электросварки, искры, возникающие от удара стальных предметов, нагретые тела и др. Существует также ряд самовоспламеняющихся систем, для которых не требуется инициатор зажигания. Примером таких систем могут служить натрий или калий, которые при нормальной температуре взрываются при соприкосновении с хлороформом. Для предотвращения взрывов следует исключать возможность образования систем «горючее—окислитель», предотвращать инициирование горения, а также обеспечивать локализацию очага горения. Исключить образование взрывоопасных смесей в системе «горючее — окислитель» можно следующими путями. Во-первых, максимально ограничивать концентрацию горючего вещества в смеси с окислителем, чтобы в этой системе не образовывалась взрывоопасная смесь. Во-вторых, рекомендуется добавлять к взрывоопасным смесям «горючее — окислитель» инертные компоненты, называемые флегматизаторами. Примером таких веществ могут служить азот и углекислый газ. Эти вещества не участвуют в реакции горения и способны ее тормозить. Для того чтобы предотвратить инициирование процесса горения, необходимо нейтрализовать источники зажигания. Это достигается заземлением оборудования для исключения возможности накапливания статического электричества, применением безыскрового (не дающего искр, в процессе эксплуатации) инструмента и другими мероприятиями. Локализацию очага горения применяют, если существует вероятность образования взрывоопасной смеси и имеется инициатор зажигания. В этом случае используют огне-взрывопреградители, которые ограничивают очаг горения в пределах определенного аппарата или газопровода, способного выдержать последствия горения. Передача горящей смеси в другие аппараты, таким образом, исключается. Вторая эксплуатационная причина разгерметизации установок и аппара201 тов, работающих под давлением, — это так называемые побочные процессы, протекающие в них и приводящие к постепенному изменению и разрушению конструкционных материалов, из которых эти установки изготовлены. Примерами таких процессов могут служить коррозия стенок аппаратов, образование накипи на стенках котлов, уменьшение прочностных свойств материалов установок и др. Для того чтобы исключить влияние побочных процессов, необходимо своевременно и качественно проводить профилактические и ремонтные работы сосудов, работающих под давлением, а также правильно их эксплуатировать. Технологические причины разгерметизации — это различные дефекты (трещины, вмятины, дефекты сварки и др.), возникшие при изготовлении, хранении и транспортировке сосудов, работающих под давлением. Для своевременного обнаружения этих дефектов применяют различные методы контроля: внешний осмотр сосудов и аппаратов, работающих под давлением, неразрушающие методы контроля (люминесцентные, ультразвуковые и рентгеновские методы), гидравлические испытания сосудов, механические испытания материалов, из которых изготовлены сосуды, и др. Меры безопасности при эксплуатации газовых баллонов:  газовые баллоны необходимо хранить в вертикальном положении в проветриваемом помещении или под навесами. Их следует защищать от действия прямых солнечных лучей и осадков. Баллоны не должны храниться на расстоянии менее 1 м от радиаторов отопления и ближе 5 м от открытого огня;  нельзя переносить баллоны на плечах или руками в об- хват;  эксплуатировать можно только исправные баллоны. Их надо устанавливать вертикально на месте проведения работ и надежно закреплять для предохранения от падения. Установленный баллон должен быть надежно защищен от воздействия 202 открытого огня, теплового излучения и прямых солнечных лучей. Взрывоопасность как травмирующий фактор производственной среды. В производстве в большом количестве используются приборы, аппараты, технологические процессы, содержащие вещества, способные при определенных условиях образовывать взрывоопасную среду. Быстрое изотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием опасных газов, способных производить работу, — называется «химическим» взрывом. Взрыв или возгорание газообразных или смешанных горючих химических веществ наступает при определенном содержании этих веществ в воздухе, что приводит к разрушению и повреждению зданий и сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов. На производстве при взрыве газовоздушной, паровоздушной смеси или пыли образуется ударная волна. Степень разрушения строительных конструкций, оборудования, машин и коммуникаций, а также поражение людей зависит от избыточного давления во фронте ударной волны РФ (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом). Расчеты оценки действия взрыва горючих химических газов и жидкостей сводятся к определению избыточного давления во фронте ударной волны ( РФ) при взрыве газовоздушной смеси на определенном расстоянии (R) от емкости, в которой хранится определенное количество (Q) взрывоопасной смеси. Для ориентировочного определения избыточного РФ (кПа), давления ударной волны пользуются эмпирическими формулами: при К 2 ΔPФ = 700 3 1+29,8K 3 -1 ; (10.1) при К > 2 203 ΔPФ = 22 ; K lg K+0,158 (10.2) где К — эмпирический коэффициент, зависящий от R (м) и Q (т) и определяемый по формуле K 0,24 ; R 17,3 Q (10.3) Максимальные значения избыточного давления во фронте ударной волны составляют при взрыве газовоздушной смеси 800 кПа, пылей — 700 кПа, паровоздушной смеси — 100...200 кПа. Если принять во внимание, что в производственных условиях взрывы, как правило, происходят в замкнутом помещении, то полное избыточное давление формируется за счет процессов отражения механической волны от стен и составляет величину в 5...6 раз большую избыточного давления, возникшего при взрыве. Насколько велики представленные значения избыточного давления при взрывах, можно оценить по следующим примерам: для разрушения армированного остекления зданий требуется 5...10 кПа, деревянных строений — 10...20 кПа, кирпичных зданий —25...30 кПа, железобетонных конструкций стен цеха — 100...150 кПа. Действие ударной волны на человека менее 10 кПа считается безопасным, при избыточном давлении от 10 до 30 кПа происходят легкие поражения или легкопроходящие нарушения (звон в ушах, головокружение), при избыточном давлении от 30 до 60 кПа человек получает поражения средней тяжести (вывихи, контузии головного мозга), избыточные давления от 60 до 100 кПа наносят человеку тяжелые контузии и травмы, приводящие к длительной потере работоспособности, при избыточном давлении более 100 кПа происходят крайне тяжелые контузии и травмы (переломы костей, разрывы внутренних органов), которые могут привести к гибели человека. Источниками взрывоопасности на производстве могут быть установки, работающие под давлением, к ним относятся: паровые и водогрейные котлы, 204 компрессоры, воздухосборники (ресиверы), газовые баллоны, паропроводы, газопроводы, автоклавы и др. Взрывы паровых котлов представляют собой мгновенное высвобождение энергии перегретой воды в результате такого нарушения целостности стенок котла, при котором возможно мгновенное снижение внутреннего давления до атмосферного, наружного. Приведенное здесь определение взрыва носит физический характер («физический» взрыв) и является адиабатическим, в отличие от «химического» взрыва, представляющего собой разновидность процесса горения. При атмосферном давлении вода кипит при 100°С в открытом сосуде. В закрытом сосуде, каким является паровой котел, начало кипения происходит при 100°С, но образующийся при этом пар давит на поверхность воды и кипение прекращается. Чтобы вода продолжала кипеть в котле, необходимо ее нагревать до температуры, соответствующей давлению пара. Например, давлению 6·105 Па соответствует t = 169°С; 8·105 Па — t = 171°С; 12·105 Па — t = 189°С и т.д. Если после нагревания воды, например до 189°С, прекратить подачу тепла в топку котла и нормально расходовать пар, то вода будет кипеть до тех пор, пока температура не станет ниже 100°С. При этом чем скорее будет убывать давление в котле, тем интенсивнее будет кипение и парообразование за счет избытка тепловой энергии, содержащейся в воде. Этот избыток тепловой энергии при падении давления от максимального до атмосферного целиком расходуется на парообразование. В случае механического разрыва стенок котла нарушается внутреннее равновесие в котле и происходит внезапное падение давления до атмосферного. Перегретая вода целиком превращается в пар. При этом образуется огромное количество пара (из 1 м3 воды 1700 м3 пара при нормальном давлении), что приводит к разрушению котла, помещения котельной или цеха, в котором установлен котел. Следовательно, независимо от величины рабочего давления в котле опасность таится не в паре, заполняющем паровое пространство котла, а 205 в нагретой выше 100°С воде, обладающей громадным запасом энергии и готовой в любое мгновение испариться при резком снижении давления. Очевидно, что чем больше воды в котле на единицу поверхности нагрева, тем больше аккумулированной теплоты в ней и тем более взрывоопасен котел. В этой связи, с точки зрения безопасной эксплуатации, выбор типа котла и его конструкции для конкретных условий его применения имеет большое значение. Менее опасным по последствиям возможного взрыва являются котлы с малым объемом воды, приходящимся на 1 м2 поверхности нагрева. К этой группе относятся водотрубные и прямоточные котлы. Наиболее опасными являются котлы цилиндрические с жаровыми трубами и батарейные. Подсчитано, что энергия, содержащаяся в 60 кг перегретой воды, находящейся в котле под давлением 5·105 Па, эквивалентна энергии 1 кг пороха. Факторами нарушения целостности стенок котла, предшествующими его механическому разрыву, а следовательно, и взрыву, являются такие, которые вызывают перенапряжение материала котла, а именно: 1) чрезмерное превышение расчетного давления при длительном воз- действии на котел вызывает перенапряжение стенок (рассчитанных с определенным запасом прочности) и остаточные деформации растяжения, что увеличивает ползучесть материала. Это может произойти при порче предохранительных клапанов; 2) понижение уровня воды (упуск воды) в котле до такого положения, когда нагреваемые пламенем стенки котла перестают охлаждаться водой и перегреваются. Это повышает их деформативность, что в свою очередь связано со снижением предела текучести металла при нагреве его до высокой температуры; 3) недостатки конструкции и изготовления котла, например несоот- ветствие материала котла современным расчетным параметрам котлов, дефекты сварки или клепки при изготовлении и т. п.; 4) ветхость котла от долголетней эксплуатации и местные ослабления котла, в том числе в результате коррозии или накипи; 206 5) нарушение технических требований при эксплуатации котла и нев- нимательное обслуживание и содержание котельных установок, особенно при низкой квалификации обслуживающего персонала. Водогрейные котлы представляют такую же опасность, что и паровые котлы. На производстве применяются поршневые компрессоры, приводимые в действие двигателем внутреннего сгорания и смонтированные вместе с ресивером на раме-прицепе. Эти компрессоры имеют производительность от 1 до 15 м3 всасываемого воздуха в 1 мин, а иногда и более. При этом наружный воздух перед поступлением в рабочий цилиндр компрессора проходит через фильтр, где он очищается от пыли; особую опасность (возможность взрыва) представляет горючая пыль. Воздушные компрессоры представляют известную опасность в отношении взрыва, в первую очередь вследствие возможного образования взрывоопасных смесей из продуктов разложения смазочных масел и кислорода воздуха. Разложение смазочных масел происходит под воздействием высоких температур, развивающихся в компрессорах в процессе сжатия воздуха или другого газа без охлаждения компрессора. Взрывы баллонов во всех случаях представляют опасность независимо от того, какой газ в них содержится. Причинами взрывов могут быть удары (падения) как в условиях повышения температур от нагрева солнечными лучами или отопительными приборами, так и при низких температурах и переполнение баллонов сжиженными газами. Взрывы кислородных баллонов происходят при попадании масел и других жировых веществ во внутреннюю область вентиля и баллона, а также при накоплении в них ржавчины (окалины). В связи с этим кислородные баллоны перед их наполнением промывают растворителями (дихлорэтаном, трихлорэтаном). Взрывы баллонов могут происходить и при ошибочном заполнении баллонов другим газом, например кислородного баллона горючим газом. Поэтому введена четкая маркировка баллонов, в силу которой все баллоны окрашивают в цвета, присвоенные каждому газу, а надписи на них делают другим цветом, также определенным для каждого газа. 207 Ударная волна, образующаяся при взрыве газовых баллонов высокого давления, достигает величины 300...800 кПа. Нарушение нормального режима эксплуатации сосудов и установок, работающих под давлением, приводящие к превышению определенных пределов, могут привести к взрывам. Мощность взрыва зависит от величины работы взрыва и времени его действия. Например, при взрыве сосуда со сжатым газом происходит адиабатическое расширение сжатого газа, работа которого А (Дж) количественно может быть подсчитана из уравнения A= P1V 1- P2 K-1 K 1 K-1 ; (10.4) P где Р1 – начальное давление газа в сосуде, Па; V – объем сосуда, м3; К — показатель адиабаты; К = СP/СV — отношение удельных теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме (Дж/кг · °К) (для воздуха К= 1,41); Р2 — конечное (атмосферное) давление Па. Защита при работе с сосудами, работающими под давлением Правильный выбор допускаемых напряжений при проектировании сосудов, работающих под давлением, достаточно сложен. Допускаемым считается напряжение ниже предела упругости или пропорциональности для конструкций, работающих в области упругих деформаций, либо ниже предела текучести, когда деформации конструкций могут достигать пластической зоны на ее границе с упругой. Такая постановка вопроса предполагает достаточно точное определение рабочих напряжений и постоянство их во времени. В связи с тем что материал конструкции сосудов со временем «стареет», «устает» и подвергается влиянию ряда других трудноопределяемых воздействий, расчеты сосудов, работающих под давлением, имеют приближенный характер. Особое значение для паровых и других сосудов, работающих под давлением и воздействием высокой температуры, имеет ползучесть, т.е. свойство металла медленно и непрерывно пластически деформироваться во всех направле208 ниях при постоянном напряжении. Ползучесть металла при высоких температурах проявляется при напряжении ниже предела текучести для данного металла. Деформацию ползучести определяют в %, а скорость деформации —в единицах длины за час, например мм/ч. Для элементов конструкции парового котла допускается скорость ползучести n = 10-5 % в 1 ч, что соответствует удлинению на 1 % за 100 000 ч. Методика расчета на прочность сосудов сводится к определению толщины стенок цилиндрической части сосуда и днищ. Безопасность работы сосудов под давлением достигается правильным их расчетом на статические и динамические нагрузки, применением доброкачественных материалов для их изготовления, правильной обработкой материалов и надлежащим конструктивным оформлением сосудов и, наконец, созданием нормальных условий эксплуатации. Анализ статистических данных о взрывах паровых котлов, воздухосборников, компрессорных установок, автоклавов и баллонов показывает, что большая их часть произошла из-за превышения допускаемых расчетных давлений. Для управления работой находящихся под давлением частей котельного агрегата применяется специальная арматура, в которую входят также основные контрольные приборы и приспособления, обеспечивающие безопасную работу котла. По правилам Госгортехнадзора каждый паровой котел оборудуется: предохранительными клапанами; манометрами (один рабочий и один контрольный); водоуказательными приборами; запорным вентилем и обратным клапаном на нагревательной линии питания котла водой; спускным вентилем или задвижкой. Предохранительные клапаны, устанавливаемые на паровых котлах и воздухосборниках (ресиверах), при повышении давления сверх предельного автоматически открываются и выпускают избыток пара или воздуха в атмосферу, вследствие чего давление в котле или ресивере снижается до предельного. 209 Для предотвращения проникновения в опорожненный баллон посторонних газов, а также для определения (в необходимых случаях), какой газ находится в баллоне, или герметичности баллона и его арматуры заводынаполнители принимают опорожненные баллоны с остаточным давлением не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. Взрыв ацетиленовых баллонов может быть вызван старением пористой массы (активированного угля в ацетоне), в которой растворяется ацетилен. Образование смеси горючее — окислитель в кислородных баллонах чаще всего связано с попаданием в его вентиль масел; в водородных — с загрязнением их кислородом, а также с появлением в них окалины. Действующие в настоящее время Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ—115—96), распространяются на: — сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 ° С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа, без учета гидростатического давления; — сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа; — баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа; — цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 ° С превышает давление 0,07 МПа; — цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения; — барокамеры. Правила не распространяют своего действия на: 210 — сосуды, изготавливаемые в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», утвержденными Госатомэнергонадзором России, а также сосуды, работающие с радиоактивной средой; — сосуды вместимостью не более 0,025 м3 независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей; — сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,02; — сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри их в соответствии с технологическим процессом; — сосуды, работающие под вакуумом; сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм без коллекторов, а также с коллекторами; выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, а также ряд других типов сосудов (сосуды, устанавливаемые на морских и речных судах, самолетах и других летательных аппаратах; воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения; сосуды специального назначения военного ведомства и т. д.); Сосуды, на которые распространяется действие «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», до пуска их в эксплуатацию должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора России. Исключение составляют: сосуды 1-й группы, работающие при температуре стенки не выше 200 ° С, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,05, а также сосуды 2-й, 3-й, 4-й групп, работающие при указанной выше температуре, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,1 (к первой группе относятся сосуды, содержащие взрывоопасные и пожароопасные среды, или вещества 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 независимо от температуры стенки и расчетного давления (выше 0,07 211 МПа). 2-я, 3-я, 4-я группы сосудов определяются расчетным давлением и температурой стенки, при условии, что сосуд не содержит среду, указанную для группы 1); аппараты воздухоразделительных установок и разделения газов, расположенные внутри теплоизоляционного кожуха; резервуары воздушных электрических переключателей; бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100 л включительно, установленные стационарно, а также предназначенные для транспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов; генераторы (реакторы) для получения водорода, используемые гидрометеорологической службой; сосуды, включенные в закрытую систему добычи нефти и газа (от скважин до магистрального трубопровода); сосуды для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, находящиеся под давлением периодически при их опорожнении; сосуды со сжатым и сжиженными газами, предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены; сосуды, установленные в подземных горных выработках. Для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды и аппараты, работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа и пуска в эксплуатацию, периодически в процессе эксплуатации, а в необходимых случаях и внеочередному освидетельствованию. Объемы, методы и периодичность технического освидетельствования оговариваются изготовителем и указываются в инструкциях по монтажу и эксплуатации. В случае отсутствия таких указаний техническое освидетельствование проводится по указанию «Правил» ПБ10— 115—96. Так, для сосудов, не подлежащих регистрации в органах Госгортехнадзора России, установлена сле212 дующая периодичность: гидравлические испытания пробным давлением один раз в восемь лет, наружный и внутренний осмотр один раз в два года при работе со средой, вызывающей разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т. п.) со скоростью не более 0,1 мм в год и 12 месяцев при скорости более 0,1 мм в год. Сроки и объемы освидетельствований других типов сосудов и баллонов, зарегистрированных и не зарегистрированных в органах Госгортехнадзора России, также устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации (скорость физико-химических превращений) и типа сосуда. 10.2 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Пожаром называется неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб. Пожарная безопасность – это система организационных и технических средств, направленная на профилактику и ликвидацию пожаров. Пожары на предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей и причиняют огромный материальный ущерб. Поэтому вопросы обеспечения пожарной безопасности имеют государственное значение. Рассмотрим физико-химические основы процесса горения. Горение – это сложное, быстропротекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающее выделением тепла и света. Таким образом, для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Чаще всего окислителем является кислород воздуха, но его роль могут выполнять и некоторые другие вещества: хлор, фтор, бром, йод, оксиды азота и др. Источниками зажигания могут служить случайные искры различного происхождения (электрические, возникшие в результате накопления статического электричества, искры от газо- и электросварки и т.д.), нагретые тела, пе213 регрев электрических контактов и др. В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении горючее вещество и окислитель имеют одинаковое агрегатное состояние, а при гетерогенном – вещества при горении имеют границу раздела (например, горение твердых или жидких веществ в контакте с воздухом). По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени – десятки метров в секунду) и детонационное (тысячи метров в секунду). Для пожаров характерно дефлаграционное горение. Принято различать бедные и горячие горючие смеси в зависимости от соотношения горючего и окислителя. Бедные смеси содержат в избытке окислитель, а богатые – горючее. Процессы возникновения горения следующие: вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов; возгорание – возникновения горения под действием источника зажигания; воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени; самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания; самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени; взрыв чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождаю- щееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую энергию. При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания, дым, пониженное содержание кислорода 214 в воздухе, взрывы и др. Основные показатели пожарной опасности – температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения. Температура самовоспламенения – минимальная температура вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением. Отличие этого процесса от процесса возгорания заключается в том, что при последнем процессе загорается только поверхность вещества или материала, а при самовоспламенении горение происходит во всем объеме. Температура воспламенения – это минимальная температура вещества или материала, при которой они выделяют горючие пары и газы с такой скоростью, что при наличии источника зажигания возникает устойчивое горение. После удаления этого источника вещество продолжает гореть. Таким образом, температура воспламенения характеризует способность к самостоятельному устойчивому горению. Температура вспышки – это минимальная температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть от источника. Скорость образования горючих газов при вспышке еще недостаточна для возникновения пламени. Температура вспышки используется для характеристики всех горючих жидкостей по пожарной опасности. По этому показателю все горючие жидкости делятся на два класса: легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), к которым относятся жидкости с температурой вспышки до 61 ºС (бензин, этиловый спирт и др.) и горючие (ГЖ) с температурой вспышки выше 61 ºС (масло, мазут и др.). Температура воспламенения, температура вспышки, а также температурные пределы воспламенения относятся к показателям пожарной опасности. Кроме рассмотренных характеристик пожароопасности веществ и материалов, используется понятие горючести вещества или материала, т.е. их способности к горению. По этому признаку все вещества делятся на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые). 215 Горючими называют такие вещества и материалы, которые продолжают гореть и после удаления источника зажигания. Трудносгораемые вещества способны возгораться на воздухе от источника зажигания, но после его удаления самостоятельно гореть не могут. Негорючие вещества и материалы не способны гореть на воздухе. Для количественной характеристики горючести вещества и материалов используют показатель возгораемости B: B Q0 , QИ (10.5) где QИ - количество теплоты, полученное от источника зажигания; Q 0 - количество теплоты, выделяемой образцом при горении в про- цессе испытания. Если величина B более 0,5, то материалы относят к сгораемым, для трудносгораемых показатель возгораемости находится в пределах от 0,1 до 0,5, а для несгораемых B – менее 0,1. Основными причинами возникновения пожаров на производстве являются нарушение технологического режима работы оборудования, неисправность электрооборудования, самовоспламенение и самовозгорание веществ и материалов, неправильное устройство и эксплуатация отопительных систем, неосторожное или халатное обращение с огнем и др. Классификация производственных зданий и помещений по пожарной опасности Определение категорий помещений и зданий осуществляется в зависимости от количества и пожароопасных свойств находящихся в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов, размещенных в них производств. По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д. В таб- лице 10.1 представлены эти категории и дана их характеристика 216 По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории Ан, Бн, Вн, Гн и Дн. Таблица 10.1 Категории помещений по степени пожарной опасности Категория помещения А Взрывоопасная Характеристика вещества и материалов, находящихся в помещении Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚ С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасную паро-газовоздушную смесь, при воспламенении которой развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа Горючие пыли и волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28˚ С, горючие Взрывопожаро- жидкости в таком количестве, что могут образовывать пожаровзрывоопасные смеси, при воспламенении которых опасная развивается избыточное давление более 5кПа Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горюВ1 В4 чие и трудно-горючие вещества и материалы, способные Пожароопасная при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии, не относятся к категориям А или Б Г Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или распыленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой энергии, искр, пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируется в качестве топлива Д Негорючие вещества и металлы в холодном состоянии Разделение помещений на категории В1 - В4 регламентируется положеБ ниями, изложенными в табл. 10.2. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагруз217 ки (далее по тексту пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 10.2. Таблица 10.2 Категория помещения Удельная пожарная | Способ размещения нагрузка g на участке, МДж / м2 В1 | Более 2200 Не нормируется В2 | 1401 - 2200 См. прим. В3 181 - 1400 То же В4 1 - 180 На любом участке пола помещения площадью 10 м2. Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно примечанию. Примечание. При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле n Gi Q ( P ) Hi , Q (10.6) i 1 где Gi - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; Q(p)нi низ- шая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж / кг. Удельная пожарная нагрузка g, МДж / м2, определяется из соотношения g Q , S (10.7) где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2). В помещениях категорий В1 В4 допускается наличие нескольких участ- ков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в 218 табл.10.2. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категории А; суммарная площадь помещений ка- тегорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категориям А или Б; суммарная площадь по- мещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категориям А, Б или В; суммарная площадь по- мещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной пло219 щади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г. Огнестойкость зданий Под огнестойкостью принято понимать свойство зданий выполнять в течение определенного отрезка времени эксплуатационные функции, сохраняя в условиях воздействия пожара заданную несущую способность (отсутствие обрушения) и способность ограждать от продуктов горения и пламени. Огнестойкость строительной конструкции оценивается пределом огнестойкости, представляющим собой время в часах от начала испытания конструкции по стандартному температурно-временному режиму до появления одного из следующих признаков: образование в образце конструкций сквозных трещин или отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; повышение средней температуры в точках измерения на необогреваемой поверхности конструкции более чем на 160˚С; Деформация и обрушение конструкции, потеря несущей способности. Минимальные значения пределов огнестойкости строительных конструкций, установленные нормативными документами, с учетом их функционального назначения могут либо не нормироваться, либо выражаться в часах: 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 2,0; 2,5. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их размеров (200 200 мм – 2ч.; 300 500 – 3,5ч.). Предел огнестойкости кирпичных стен, перегородок толщиной 5см составляет 0,75ч. Огнестойкость зданий и сооружений подразделяют на пять степеней: I. – основные элементы выполнены из несгораемых материалов, а несущие конструкции обладают повышенной сопротивляемостью к воздействию огня; II. – основные элементы выполнены из несгораемых материалов; 220 III. – с каменными стенами и деревянными оштукатуренными перегородками и перекрытиями; IV. – оштукатуренные деревянные здания; V. – деревянные неоштукатуренные строения. С возрастанием номера степени уменьшается предел огнестойкости конструкции. Повысить огнестойкость зданий и сооружений можно облицовкой или оштукатуриванием строительных конструкций. Очень важным является вопрос обеспечения защиты деревянных конструкций, поскольку при нагреве их поверхности до 270-280ºС они воспламеняются и продолжают гореть самостоятельно. Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары при прочих равных условиях определяется плотностью застройки территории объекта. По огнестойкости отдельных зданий и сооружений и характеру технологического процесса делают вывод о пожароустойчивости каждого цеха и объекта в целом, и на его основе вырабатывается мероприятия по повышению пожарной безопасности объекта. Тушение пожара и спасательные работы Тушение возможного пожара и проведение спасательных работ обеспечиваются конструктивными, объемно-планировочными, инженерно- техническими и организационными мероприятиями. К ним относятся:  устройство пожарных проездов и подъездных путей для пожарной техники, совмещенных с функциональными проездами и подъездами или специальных;  устройство наружных пожарных лестниц и обеспечение других способов подъема персонала пожарных подразделений и пожарной техники на этажи и на кровлю зданий, в том числе устройство лифтов, имеющих режим "перевозки пожарных подразделений"; 221  устройство противопожарного водопровода, в том числе совмещенного с хозяйственным или специального, а при необходимости, устройство сухотрубов и пожарных емкостей (резервуаров);  противодымная защита путей следования пожарных подразделений внутри здания;  оборудование здания в необходимых случаях индивидуальными и коллективными средствами спасения людей;  размещение на территории поселения или объекта подразделений пожарной охраны с необходимой численностью личного состава и оснащенных пожарной техникой, соответствующей условиям тушения пожаров на объектах, расположенных в радиусе их действия. Выбор этих мероприятий зависит от степени огнестойкости, класса конструктивной и функциональной пожарной опасности здания. Основные способы тушения пожаров Для тушения пожара используют следующие средства: разбавление воздуха негорючими газами до таких концентраций кислорода, при которых горение прекращается; охлаждение очага горения ниже определенной температуры (температуры горения); механический срыв пламени струей жидкости или газа; снижение скорости химической реакции, протекающей в пламени; создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы. Огнегасительными называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение. Основные огнегасящие вещества и материалы – это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, негорючие газы и сухие огнетушащие порошки. Наиболее распространенным веществом, применяемым для тушения пожаров, является вода. Она снижает температуру очага горения. Вода, подаваемая к очагу горения под большим давлением, механически сбивает пламя, что облегчает тушение пожара. Воду не применяют для тушения щелочных ме222 таллов (натрия, калия), карбида кальция, а также для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, плотность которых меньше воды (бензин, керосин, спирты, масла и др.), так как они всплывают на поверхность воды и продолжают гореть на поверхности. Вода хорошо проводит электрический ток, поэтому ее не используют для тушения электроустановок, находящихся под напряжением. Химические и воздушно-механические пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не взаимодействующих с водой. Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразователя. При тушении пожаров пеной покрывают горящие вещества, препятствуя тем самым поступления горючих газов и паров к очагу горения. Применение инертных и негорючих газов (аргон, азот, и др.) основано на разбавлении воздуха и снижении в нем концентрации кислорода до значений, при которых горение прекращается. Так, углекислый газ используется для тушения горящих складов ЛВЖ, аккоммуляторных станций, электрооборудования, печей и др. Его нельзя применять для тушения щелочных металлов, тлеющих материалов и др. К числу жидких огнегасительных веществ относятся водные растворы некоторых солей, например, хлористого кальция, хлористого аммония и др. их действие при тушении пожара основано на образовании на поверхности горящего материала изолирующих пленок, возникающих при испарении из растворов солей воды. Эти пленки препятствуют проникновению кислорода к поверхности горящего материала. Порошковые огнегасительные составы препятствуют поступлению кислорода к поверхности горящего материала. Их используют для тушения небольших количеств горючих веществ и материалов, при тушении которых нельзя применять другие огнегасительные средства. Средства пожаротушения подразделяются на первичные, стационарные и передвижные. Первичные средства используют для ликвидации небольших пожаров и загорания. Их обычно применяют до прибытия пожарной команды. К пер223 вичным средствам относятся передвижные и ручные огнетушители, переносные огнегасительные установки, внутренние пожарные краны, ящики с песком и др. Различают ручные огнетушители (до 10л) и передвижные (свыше 25л). В зависимости от вида огнегасительного средства, находящегося в огнетушителях, они делятся на жидкостные, углекислотные, химические пенные, воздушно-пенные, порошковые и комбинированные. Огнетушители маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его объем в литрах. Углекислотные огнетушители (ручные – ОУ-2А, ОУ-5, ОУ-8 и передвижные – ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400) используют для тушения загораний некоторых материалов и электрических установок, работающих под напряжением до 1000 В. Химические пенные огнетушители (ОХП) применяют для ликвидации загораний твердых материалов и горючих жидкостей (при малых площадях горения). Воздушно-пенные огнетушители (ОВП-5, ОВП-10) используют для тушения загораний ЛВЖ, ГЖ, большинства твердых материалов (кроме металлов). Их нельзя использовать для тушения электроустановок, находящихся под напряжением. Порошковые огнетушители (ОПС-10) используют для тушения металлов, ЛВЖ, ГЖ, кремнийорганических материалов, устанвок, работающих под напряжением до 1000 В. Комбинированные огнетушители (например, типа ОК-10) применяют для тушения горящих ЛВЖ, ГЖ. Для тушения локальных очагов очень эффективны аэрозольные хладоновые огнетушители типа ОАХ, ОА, ОХ. Порошковые огнетушители предназначены для тушения небольших очагов загорания щелочных, щелочно-земельных металлов, кремнийорганических соединений. Огнетушители автоматические УАП-А5, УАП-А8, УАП-А16, заполненные хладоном 114В2 или порошками ПФ, ПСБ-3, используют для защиты по224 мещений. Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения. Для осуществления тушения загорания водой в системе автоматического пожаротушения используются устройства спринклеры и дренчеры. Их недостаток – распыление происходит на площади до 15м2 . Противопожарные разрывы, преграды и зоны Для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое между ними устраивают противопожарные разрывы. При определении противопожарных разрывов исходят из того, что наибольшую пожарную опасность в отношении возможного воспламенения соседних зданий и сооружений, представляет тепловое излучение от очага пожара. Регламентируемые нормами величины противопожарных разрывов между производственными и вспомогательными зданиями, сооружениями и закрытыми складами в зависимости от степени их огнестойкости приведены в табл.10.3. Таблица 10.3 Степень огнестойкости одного здания или сооружения I и II Противопожарные разрывы при степени огнестойкости другого здания или сооружения, м I и II III IV и V 10 12 16 III 12 16 18 IV и V 16 18 20 В качестве конструктивных мероприятий, ограничивающих распространение пожара, применяются противопожарные преграды: брандмауэры, противопожарные перекрытия и двери, водяные завесы, противопожарные зоны. Брандмауэром называется глухая несгораемая стена с пределом огнестойкости не менее 2,5 ч, пересекающая все трудносгораемые и сгораемые элементы здания. Эта стена опирается непосредственно на фундамент и возвышается на 60 см над кровлей. Как правило, в брандмауэрах и других противопожарных преградах проемы не устанавливаются. Если же по условиям техноло225 гического процесса проемы необходимы, то их защищают несгораемыми или трудносгораемыми дверями, воротами и т.п. Противопожарные зоны устраивают в тех случаях, когда по условиям технологического процесса устройство брандмауэров невозможно. Для этого трудносгораемые и сгораемые покрытия и стены разделяют на отсеки при помощи объемных пространственных элементов для того, чтобы ограничить распространение огня в плоскости покрытия и внутри помещений. Противопожарная зона представляет собой несгораемую полосу покрытия шириной 6м, пересекающую здание по всей его ширине или длине. Предел огнестойкости несущих конструкций противопожарных зон должен составлять 4ч, а покрытий – 2ч. для предупреждения проникновения огня внутрь зданий устройство противопожарной зоны, как правило, сочетают с водяными завесами. Эвакуация людей при пожаре При проектировании зданий необходимо предусмотреть безопасную эвакуацию людей на случай возникновения пожара. При возникновении пожара люди должны покинуть здание в течение минимального времени, которое определяется кратчайшим расстоянием от места их нахождения до выхода наружу. Вынужденная эвакуация при пожаре протекает в условиях нарастающего действия опасных факторов пожара. Поэтому безопасность людей находится в прямой зависимости от времени пребывания их в здании при пожаре. Кратковременность процесса вынужденной эвакуации достигается устройством эвакуационных путей и выходов, число, размеры и конструктивно-планировочные решения которых регламентированы строительными нормами. В табл. 10.4 приведены регламентируемые максимальные расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода. 226 Таблица 10.4 Кате- Степень гория произ- огнестойкости водства здания А I и II Б I и II В I и II III IV V I и II Г III IV V I и II Д III IV V Расстояние до эвакуационного выхода, м в одноэтажных зданиях 50 100 100 80 50 50 не ограничивается 100 50 50 не ограничивается 100 60 50 в многоэтажных зданиях В два этажа 40 75 75 60 30 не ограничивается 60 40 не ограничивается 75 50 40 В три этажа и более 40 75 75 60 не ограничивается 60 не ограничивается 75 - Выходы считаются эвакуационными, если они ведут: 1) из помещений первого этажа наружу непосредственно или через коридор, вестибюль, лестничную клетку; 2) из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или проход, ве- дущий к лестничной клетке или непосредственно в лестничную клетку, имеющую самостоятельный выход наружу или через вестибюль; 3) из помещения в соседние помещения в том же этаже, обеспеченные вы- ходами наружу и не содержащие производств категорий А, Б. Эвакуационные выходы через помещения IV и V степеней не допускаются. Количество эвакуационных выходов из производственных зданий или помещений следует проектировать не менее двух. Допускается проектировать один эвакуационный выход, если расстояние от наиболее удаленного рабочего 227 места до этого выхода не превышает 25м., а количество работающих в смене не более 25 человек. При количестве работающих в смене до 50 человек допускается предусматривать второй выход на наружную лестницу. Ширину эвакуационного выхода устанавливают в зависимости от общего количества людей, эвакуирующихся через этот выход, но не менее 0,8м. Высота прохода на эвакуационных путях должна быть не менее 2 м, а их ширина в свету – не менее 1 м. Ширина марша лестницы должна быть не менее ширины двери эвакуационного выхода на лестничную клетку. Число ступеней в марше принимается равным 3-18 и должно оставаться по возможности неизменным на всех маршах лестницы. Размер ступеней подбирается так, чтобы сохранился ритм движения, который был у человека на горизонтальном участке. Для этого высота ступени должна быть 15-18 см, а ширина проступи не менее 24 см. Устройство винтовых лестниц, раздвижных и подъемных дверей и турников на путях эвакуации недопустимо. Лестницы должны иметь надежные ограждения. Целесообразно поручень при спуске по лестнице располагать с правой стороны, а при ширине марша более 1,5 м – с обеих сторон. Основные мероприятия по профилактике пожаров Ответственность за соблюдение необходимого противопожарного режима и своевременное выполнение противопожарных мероприятий возлагается на руководителя предприятия и начальников подразделений. Для предотвращения пожаров проводятся следующие мероприятия: организационные; эксплуатационные; технические; режимного характера. К организационным мероприятиям относятся: обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности; проведение бесед, лекций, инструктажа. Эксплуатационные мероприятия предусматривают: 228 правильную эксплуатацию машин, оборудования, внутризаводского транспорта; своевременные регулярные осмотры установок и аппаратуры, их освидетельствование; ремонт, испытания, правильное содержание зданий и территорий. К техническим мероприятиям относятся: соблюдение противопожарных правил и норм при проектировании зданий и сооружений; правильное устройство электрических сетей и электрооборудования, систем освещения, вентиляции, отопления, кондиционирования и т.п. К мерам режимного характера относятся: запрещение проведения электросварочных и других огневых работ в пожароопасных зонах, помещениях, запрещение курения в неустановленных местах и пр. Основы пожарной защиты предприятия определены государственными стандартами. 10.3 МОЛНИЕЗАЩИТА В результате сложных атмосферных процессов на поверхности облаков скапливаются заряды статического электричества, образующие потенциал относительно земли в несколько миллионов вольт. Поэтому, несмотря на высокое сопротивление воздуха на электрический пробой, разряд указанных зарядов все же происходит. Он хорошо известен каждому как молния. Сила тока в таком разряде достигает 10000 А и представляет большую опасность как для людей, так и для строительных сооружений. Поэтому повсеместно на отдельно стоящих зданиях и сооружениях, возвышающихся над другими строениями, устраивается молниезащита. Как правило, она выполняется в виде одиночных или групповых заземленных молниеотводов, устанавливаемых на крыше (или в виде отдельных мачт. Высота расположения молниезащиты определяет зону её действия. 229 При одиночном стержневом молниеотводе с надёжностью действия 99,5% и более эта зона представляет собой конус с высотой ho=0.85 h (где h высота расположения верхней точки молниеотвода над поверхностью земли) и радиусом основания ro ~ ho. Это справедливо, когда h < 150 м (рис.10.1). Рис. 10.1. Определение зоны действия молниеотвода При групповом молниеотводе (рис.10.2) зона действия каждого из молниеотводов определяется аналогичным образом, с учетом соотношения расстояния L между молниеотводами и их высотой h. Зона действия молниезащиты определяется из условий r0 h0 при L 2 h r0 h0 3 10 4 h) , при 2h (0.17 (10.8) L h (10.9) 230 Рис.10.2. Определение зоны действия молниеотводов 231 11 БЕЗОПАСТНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ 11.1 ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАВМИРОВАНИЯ К средствам защиты от механического травмирования относятся предохранительные тормозные, оградительные устройства, средства автоматического контроля и сигнализации, знаки безопасности, системы дистанционного управления. Системы дистанционного управления и автоматические сигнализаторы на опасную концентрацию паров, газов, пылей применяют чаще всего во взрывоопасных производствах и производствах с выделением в воздух рабочей зоны токсичных веществ. Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений. Таким образом, при аварийных режимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящих моментов и т. п.) исключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125 предохранительные устройства по характеру действия бывают блокировочными и ограничительными. Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные. Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы. Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор. Особенно большое значение этим видам средств защиты придается на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестись при снятом или открытом ограждении. 232 Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и пустить его в ход. Электрическую блокировку применяют на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения. Электромагнитную (радиочастотную) блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работает магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле. Оптическая блокировка находит применение в кузнечно-прессовых и механических цехах машиностроительных заводов. Световой луч, попадающий на фотоэлемент, обеспечивает постоянное протекание тока в обмотке блокировочного электромагнита. Если в момент нажатия педали в рабочей (опасной) зоне штампа окажется рука рабочего, падение светового тока на фотоэлемент прекращается, обмотки блокировочного магнита обесточиваются, его якорь под действием пружины выдвигается и включение пресса педалью становится невозможным. Электронную (радиационную) блокировку применяют для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах и других видах технологического оборудования, применяемого в машиностроении. 11.2 СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ Наличие контрольно-измерительных приборов — одно из условий безопас233 ной и надежной работы оборудования. Это приборы для измерения давления, температур, статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и др. Эффективность их использования повышается при объединении их с системами сигнализации, как это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе. Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют: по назначению — на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания — на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала — на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала — на постоянные и пульсирующие. Информативную сигнализацию используют для согласования действий работающих, в частности крановщиков и стропальщиков. Такую же сигнализацию применяют в шумных производствах, где нарушена речевая связь. Подвидом информативной сигнализации являются всякого рода знаки, указатели, надписи. Как правило, надписи делают непосредственно на оборудовании либо в зоне его обслуживания на специальных табло. Устройства предупредительной сигнализации предназначены для предупреждения об опасности. Чаще всего в них используют световые и звуковые сигналы, поступающие от различных приборов, регистрирующих ход технологического процесса, в том числе уровень опасных и вредных факторов. Большое применение находит предупредительная сигнализация, опережающая включение оборудования или подачу высокого напряжения. К предупредительной сигнализации относятся указатели и плакаты: «Не включать — работают люди», «Не входить», «Не открывать — высокое напряжение» .и др. Указатели желательно выполнять в виде световых табло с переменной по времени (мигающей) подсветкой. Подвидом предупредительной сигнализации является сигнальная окраска. Травмоопасные элементы оборудования выделяют чередующимися (под углом 45° к горизонтали) полосами желтого и черного цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратные стороны дверец, ниш для электрооборудования, а также по234 верхности схода стружки. Знаки безопасности установлены ГОСТ 12.4.026—01. Они могут быть запрещающими, предупреждающими, предписывающими, указательными, знаками пожарной безопасности, эвакуационными, медицинского и санитарного назначения, которые отличаются друг от друга формой и цветом. В производственном оборудовании и в цехах применяют предупреждающие знаки, представляющие собой желтый треугольник с черной полосой по периметру, внутри которого располагается какой-либо символ (черного цвета). Например, при электрической опасности — это молния, при опасности травмирования перемещаемым грузом — груз, при опасности скольжения — падающий человек, при прочих опасностях — восклицательный знак. Запрещающий знак—круг красного цвета с поперечной полосой (разрешается и без нее) с белой каймой по периметру и черным или красным изображением или надписью внутри. Предписывающие знаки представляют собой синий круг с белой каймой по периметру и белым изображением в центре, указательные — синий прямоугольник или квадрат. Эвакуационные и знаки медицинского и санитарного назначения имеют форму квадрата или прямоугольника зеленого цвета с надписью или изображением белого цвета. Знаки пожарной безопасности имеют форму квадрата или прямоугольника красного цвета с графическим символом белого цвета. 11.3 ЗАЩИТА ОТ ОПАСНОСТЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО И РОБОТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА Защита от опасностей автоматизированного и роботизированного производства обеспечивается прежде всего технологией проведения работ. Для периодической смены инструмента, регулировки и подналадки станков с ЧПУ и автоматов, их смазывания и чистки, а также для мелкого ремонта в цикле работы автоматической линии должно быть предусмотрено специальное время. 235 Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании. Требования безопасности к промышленным работам и робототехническим комплексам установлены ГОСТ 12.2.072. Контроль за обеспечением оборудования средствами защиты от механического травмирования работающих и за их исправностью возложен на службу главного механика предприятий и на механиков подразделений. Важным параметром, обеспечивающим безопасность персонала, обслуживающего промышленные роботы (ПР) и удобство оператора, является скорость перемещения исполнительных устройств. При обучении и наладке ПР, когда требуется пребывание обслуживающего персонала в зоне его рабочего пространства, скорость перемещения исполнительных устройств ограничивается 0,3 м/с. Для этого ПР оснащают регуляторами скорости. Для повышения безопасности труда оператора в конструкции ПР предусмотрены устройства, при помощи которых поступают информации: о режиме работы, исполнении программы, работе по кодам программы, о срабатывании блокировок, о наличии сбоя в работе ПР, о начале движения исполнительных органов ПР и их готовности к движению. Роботы необходимо оснащать средствами защиты (оградительными, предохранительными, блокирующими, сигнализирующими и др.), исключающими возможность воздействия на обслуживающий персонал опасных и вредных производственных факторов. Эти средства не должны ограничивать технологические возможности ПР и ухудшать условия их обслуживания и ремонта. 236 12 УПРАВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Один из основных элементов регулирования законодательства по промышленной безопасности требование проведения анализа опасности или рис- ка. Оценка опасностей и разработка на этой основе оптимальных мероприятий с учетом всей экономического характера совокупности различных факторов социально- одна из ключевых проблем управления промыш- ленной безопасностью. Цель системы обеспечения промышленной безопасности состоит либо в минимизации ущерба от аварийности и травматизма, либо в удержании ущерба в допустимых пределах при условии соблюдения технологии работ и ресурсов, выделенных для определения безопасности. При этом имеется в виду не абсо237 лютный, а относительный уровень безопасности, учтенный искомой вероятностью. Главные задачи системы обеспечения промышленной безопасности: предупреждение гибели, несчастных случаев и заболеваний людей от опасных и вредных факторов; исключение аварий и поломок производственного обо- рудования; -уменьшение загрязнения окружающей среды отходами и побочными результатами деятельности человека; заблаговременное принятие мер по подготовке и ведению аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий на производстве. Управление промышленной безопасностью предполагает анализ и оценку потенциальных опасностей, опасных и вредных производственных факторов, анализ последствий и разработку мероприятий, обеспечивающих требуемый уровень промышленной безопасности. 12.1 ПРАВОВЫЕ, НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ К законодательным актам относятся: Конституция РФ и законы, принимаемые Государственной Думой, а к подзаконным указы Президента, поста- новления Госдумы, краевых, областных и городских Законодательных Собраний, а также Постановления Правительства РФ и других исполнительных органов. По поручению Правительства РФ подзаконные акты могут разрабатываться директивными органами, т.е. отдельными министерствами и Госкомитетами. На базе подзаконных актов разрабатываются различные положения, инструкции, правила, устанавливающие принципы организации работ по обеспечению безопасности жизнедеятельности. Федеральный закон "Об основах охраны труда в РФ", который был принят Госдумой 23.06.99 года, составляет основу законодательства о труде. Он устанавливает гарантии осуществления права работника на охрану труда и обеспечивает единый порядок регулирования отношений в области охраны 238 труда между работодателями и работниками на предприятиях, в учреждениях и организациях всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности. Он направлен на создание условий труда, отвечающих требованиям сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности и в связи с ней. Другим основополагающим законодательным актом является "Трудовой кодекс" (ТК), который определяет: основные обязанности администрации по обеспечению безопасных условий труда; специальные требования, предъявляемые к работнику, занятому на тяжелых работах и на работах с вредными и тяжелыми условиями труда; требования безопасности к производственным зданиям, сооружениям, оборудованию; устанавливает материальную ответственность предприятий, учреждений, организаций за ущерб, причиненный рабочим и служащим в результате повреждения их здоровья. Среди законодательных актов, направленных на обеспечение охраны труда, следует отметить законы РФ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения", "О предприятиях и предпринимательской деятельности", "О защите прав потребителей", а так же кодексы Гражданский, Уголовный, об административных правонарушениях. Не касаясь детального рассмотрения Федерального закона "Об основах охраны труда в РФ", отметим лишь вопросы, касающиеся гарантий работника на охрану труда и обеспечение охраны труда. Каждый работник имеет право на охрану труда, в том числе: а) на рабочее место, защищенное от воздействия вредных или опасных производственных факторов, которые могут вызвать производственную травму, профессиональное заболевание или снижение работоспособности; б) на возмещение вреда, причиненного ему увечьем, профзаболеванием, либо иным повреждением здоровья, связанным с исполнением им трудовых обязанностей; в) на получение достоверной информации от работодателя или государственных и общественных органов о состоянии условий и охраны труда на ра239 бочем месте работника, о существующем риске повреждения здоровья, а также о принятых мерах по его защите от воздействия вредных или опасных производственных факторов; г) на отказ без каких-либо необоснованных последствий для него от выполнения работ в случае возникновения непосредственной опасности, до устранения её; д) на обеспечение средствами коллективной и индивидуальной защиты за счет работодателя; е) на обучение безопасным методам и приемам труда за счет средств работодателя; ж) на профессиональную переподготовку за счет средств работодателя в случае приостановки деятельности или закрытия предприятия, цеха, участка; з) на проведение инспектирования органами госнадзора и контроля условий и охраны труда, в том числе по запросу работника на его рабочем месте; и) на обращение с жалобой в соответствующие органы государственной власти, профсоюзы и другие органы на неудовлетворительные условия охраны труда; к) на участие в проверках и рассмотрении вопросов, связанных с улучшением условий и охраны труда. Следует отметить главу этого законодательства, где рассмотрены обязанности работодателя по обеспечению охраны труда. В ней сказано, что работодатель обязан обеспечить: а) безопасность при эксплуатации производственных комплексов, а также эффективную эксплуатацию средств коллективной и индивидуальной защиты; б) соответствующие требованиям законодательства об охране труда, условия труда на каждом рабочем месте; в) организацию надлежащего санитарно-бытового и лечебно- профилактического обслуживания работников; г) режим труда и отдыха; 240 д) выдачу спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты на работах, связанных с загрязнением, вредными или опасными условиями труда; е) эффективный контроль за уровнем вредных факторов; ж) возмещение вреда, причиненного рабочим; з) обучение, инструктаж работников и проверку знаний ими норм, правил и инструкций по охране труда; и) информирование работников о состоянии условий и охраны труда на рабочем месте и полагающихся им средствах индивидуальной защиты, компенсациях и льготах; к) беспрепятственный допуск представителей органов госнадзора, контроля для проведения проверки состояния условий и охраны труда на предприятии; л) своевременную оплату штрафа, наложенного органами госнадзора за нарушение законодательства об охране труда; м) необходимые меры по обеспечению сохранения жизни и здоровья при авариях; н) обязательное страхование работников от временной нетрудоспособности вследствие заболевания, а также от несчастных случаев на производстве и профзаболеваний. Работник, в свою очередь, тоже должен нести свою долю ответственности за охрану труда в ходе трудовой деятельности. Он обязан: а) соблюдать нормы, правила и инструкции по охране труда; б) правильно применять коллективные и индивидуальные средства защиты; в) немедленно сообщать своему непосредственному руководителю о любом несчастном случае, происшедшем на производстве, о признаках профзаболевания, а также о ситуации, которая создает угрозу жизни и здоровью людей. 241 Примерами подзаконных актов по охране труда являются положение "О порядке проведения аттестации рабочих мест по условиям труда" (1997), Постановление Правительства РФ "О государственной экспертизе условий труда" и др. В Российской Федерации действует система нормативных правовых актов, содержащих единые нормативные требования по охране труда, которые должны соблюдаться органами исполнительной власти, предприятиями, учрежедениями и организациями всех форм собственности. Специальные нормы по охране труда (единые для всех отраслей либо межотраслевые) утверждаются Правительством, а также Министерством Российской Федерации, занимающимся вопросами охраны труда. Отраслевые правила и нормы утверждаются министерствами, органами государственного надзора и другими уполномоченными органами. В целях унификации требований к охране труда действует система государственных стандартов безопасности труда (ССБТ). Она включает: требования к организации работ по обеспечению безопасности труда и организационнометодические основы стандартизации в области безопасности труда; требования и нормы по видам опасных и вредных производственных факторов; требования к производственному оборудованию, производственным процессам, средствам защиты работающих, зданиям и сооружениям. Стандарты утверждаются в установленном законом порядке и по юридической силе относятся к подзаконным правовым актам. Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации на основе государственных нормативных правовых актов, содержащих требования по охране труда, разрабатывают и утверждают соответствующие нормативные правовые акты по охране труда. Предприятия, учреждения и организации разрабатывают и утверждают стандарты предприятия (СТП ССБТ), инструкции по охране труда (ИОТ) для работников и на отдельные виды работ на основе государственных нормативных правовых актов и соответствующих нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации. 242 Профессиональные союзы в лице соответствующих органов и иные уполномоченные работниками представительные органы имеют право принимать участие в разработке и согласовании нормативно-правовых актов по охране труда. К нормативным правовым актам, содержащим государственные нормативные требования по охране труда в Российской Федерации, относятся: - Государственные стандарты системы безопасности труда (ГОСТ Р, ССБТ); - санитарные правила (СП); - санитарные нормы (СН); - санитарные правила и нормы (СанПиН); - строительные нормы и правила (СНиП); - правила безопасности (ПБ); - правила устройства и безопасной эксплуатации (ПУБЭ); - инструкции по безопасности (ИБ); - правила по охране труда межотраслевые (ПОТ РМ); - правила по охране труда отраслевые (ПОТ РО) - типовые инструкции по охране труда межотраслевые (ТИРМ) и отраслевые (ТИРО). Таким образом, вышеперечисленные документы регулируют взаимоотношения работников и работодателей в ходе трудовой деятельности, направленной на охрану труда. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ОХРАНЫ ТРУДА Государственный надзор и контроль за соблюдением требований охраны труда осуществляется федеральной инспекцией труда единой федеральной централизованной системой государственных органов. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований охраны труда наряду с федеральной инспекцией труда осуществляются федеральными 243 органами исполнительной власти, которым предоставлено право осуществлять функции надзора и контроля в пределах своих полномочий. Государственная экспертиза условий труда осуществляется Всероссийской государственной экспертизой условий труда и государственными экспертизами условий труда Российской Федерации. Положение о Всероссийской государственной экспертизе условий труда утверждается Правительством Российской Федерации. Задачами государственной экспертизы условий труда являются контроль за условиями и охраной труда, качеством проведения аттестации рабочих мест по условиям труда, правильностью предоставления компенсаций за тяжелую работу и работу с вредными и опасными условиями ттруда, а также подготовка предложений об отнесении организаций к классу профессионального риска в соответствии с результатами сертификации работ по охране труда в организациях. Заключение государственной экспертизы условий труда является обязательным основанием для рассмотрения судом вопроса о ликвидации организации или ее подразделения при выявлении нарушений требований охраны труда. Государственный надзор и контроль за выполнением требований охраны труда осуществляется также специальными органами. К ним относятся: Федеральный горный и промышленный надзор (Госгортехнадзор России), Федеральный надзор по ядерной и радиационной безопасности (Госатомнадзор России), Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России), Государственный энергетический надзор (Госэнергонадзор), Государственный санитарно-эпидемиологический надзор (Госэпидемнадзор). Высший надзор за исполнением законодательства о труде осуществляют органы Прокуратуры. Общественный контроль за соблюдением прав и законных интересов работников в области охраны труда осуществляется профессиональными союзами и иными уполномоченными работниками представительными органами, ко244 торые вправе создавать в этих целях собственные инспекции, а также избирать уполномоченных (доверенных) лиц по охране труда профессиональных союзов и иных уполномоченных работниками представительных органов. Система управления охраной труда (СУОТ) на предприятии предусматривает участие в ней всех представителей администрации. Каждый в пределах своих должностных обязанностей отвечает за обеспечение безопасности труда. Согласно ст. 14 Федерального закона “Об основах охраны труда в Российской Федерации” обязанности по обеспечению безопасных условий и охраны труда в организации возлагаются на работодателя. В целях обеспечения соблюдения требований охраны труда, осуществления контроля за их выполнением в каждой организации, осуществляющей производственную деятельность, с численностью более 100 работников создаётся служба охраны труда или вводится должность специалиста по охране труда, имеющего соответствующую подготовку или опыт работы в этой области. В организации с численностью 100 и менее работников решение о создании службы охраны труда или введение должности специалиста по охране труда принимается работодателем с учётом специфики деятельности данной организации. При отсутствии в организации службы охраны труда (специалиста по охране труда) работодатель заключает договор со специалистами или с организациями, оказывающие услуги в области охраны труда. Основными задачами службы охраны труда являются: - организация и координация работ по охране труда на предприятии; - контроль за соблюдением законодательных и иных нормативных правовых актов по охране труда работниками предприятия; - совершенствование профилактической работы по предупреждению производственного травматизма, профессиональных заболеваний и улучшению условий труда; - консультирование работодателя и работников по вопросам охраны труда. Служба охраны труда выполняет следующие основные функции: 245 а) осуществляет контроль за соблюдением законодательства о труде руководителями подразделений; б) разрабатывает мероприятия по созданию безопасных условий труда, проводит инструктаж и обучение по технике безопасности; в) принимает участие в работе комиссий по расследованию причин несчастных случаев и аварий, по проверке знаний ИТР техники безопасности, по рассмотрению проектов ремонта, реконструкции зданий и сооружений; г) обеспечивает наглядную агитацию, видео- и звукоинформацию по вопросам охраны труда (витрины, уголки, стенды, плакаты и др.); д) ведет учет и отчетность по несчастным случаям и авариям. Важнейшей функцией СУОТ является контроль состояния охраны и условий труда, результаты чего в конечном итоге используются для принятия управленческих решений. Аттестация рабочих мест представляет собой новую форму контроля охраны труда. По результатам проверки соответствия рабочего места требованиям безопасности заполняется карта аттестации этого рабочего места, в которой фиксируются нормативное и действительное значения параметров, характеризующих условия труда, величина отклонения их от нормы, наличие тяжелого физического и монотонного труда, наличие соответствия требованиям безопасности средств коллективной и индивидуальной защиты, оборудования и технологических процессов. Контроль тяжелых, особо тяжелых, вредных и особо вредных условий труда является одной из важнейших задач администрации аттестации рабочих мест. Это связано с наличием целого ряда льгот и компенсаций, положенных лицам, занятым на этих работах (увеличенный срок отпуска, сокращенный рабочий день, доплаты к зарплате, право на получение молока или лечебнопрофилактического питания, льготная пенсия и др.). Правильность проведения аттестации рабочих мест контролируется Главной государственной экспертизой условий труда.. 246 Из перечисленных функций отметим организацию и проведение инструктажа. Допуск на работу без предварительного инструктажа категорически запрещается. Виды инструктажа бывают: - вводный (проводит инженер по технике безопасности или лицо, на которое возложены эти обязанности); - первичный на рабочем месте (проводит непосредственный руководитель работ); - повторный (проводится руководителем работ не реже одного раза в полугодие); - целевой (проводится при выполнении разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями, перед работами, на которые оформляется наряд - допуск); - внеплановый (проводится в случае изменения технологического процесса, введение новых или измененных стандартов, инструкций, при нарушениях требований безопасности труда, при перерывах в работе для работ с повы- шенными требованиями безопасности более чем на 30 календарных дней, а для остальных работ 60 дней). Таким образом, система контроля за охраной труда и инструктирование направлены на обеспечение условий нормальной трудовой деятельности. 12.3 РАССЛЕДОВАНИЕ И УЧЕТ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ Для обоснованной разработки мероприятий по профилактике травматизма важным является своевременное и правильное выявление его причин. Основными причинами производственного травматизма являются: низкая дисциплина, слабый контроль (формальное отношение администрации к выполнению контрольных функций), плохое экономическое положение. 247 Несчастным случаем называется случай с работником, связанный с воздействием на него опасного производственного фактора. Травмой называется внешнее поражение организма человека или неправильное его функционирование, наступившее в результате несчастного случая. Травмы бывают: механические (ушибы, переломы и др.); термические (тепловые удары, ожоги, обморожение); химические (ожоги, острое отравление); электрические (разрыв тканей, ожоги и др.); лучевые (облучение, ожог) и комбинированные. Несчастные случаи подразделяются на: а) бытовые; б) непроизводственные трудовые увечья (т.е. трудовые увечья, не являющиеся несчастными случаями на производстве); в) трудовые увечья на производстве Несчастный случай признается трудовым увечьем, если он произошел: а) в течение рабочего времени на территории организации или вне территории организации (включая установленные перерывы), во время, необходимое для приведения в порядок орудий производства, одежды и т.п. перед началом работы или по окончании работы, а также при выполнении работ в сверхурочное время, выходные и праздничные дни; б) при следовании к месту работы или с места работы на предоставленном работодателем транспорте либо на личном транспорте при соответствующем договоре или распоряжении работодателя о его использовании в производственных целях; в) при следовании к месту командировки и обратно; г) при следовании на транспортном средстве в качестве сменщика во время междусменного отдыха (водитель сменщик на автотранспортном средстве, проводник или механик рефрижераторной секции в поезде и т.п.); д) при работе вахтово - экспедиционным методом во время междусменного отдыха, а также при нахождении на судне в свободное от вахты и судовых работ время; 248 е) при привлечении работника в установленном порядке к участию в ликвидации последствий катастрофы, аварии и других чрезвычайных происшествий природного и техногенного характера; ж) при осуществлении не входящих в трудовые обязанности работника действий, но совершаемых в интересах работодателя или направленных на предотвращение аварии или несчастного случая. При отсутствии указанных признаков травма считается бытовой. Несчастные случаи на производстве определены в "Положении о расследовании и учете несчастных случаев на производстве". Порядок расследования и оформления несчастных случаев зависит от их квалификации. Бытовые травмы и непроизводственные трудовые увечья могут быть объединены в группу непроизводственных травм. При расследовании и оформлении непроизводственных травм комиссия по социальному страхованию профкома определяет право на оплату больничного листа, число дней, подлежащих оплате, и размер положенного пособия. Какой-либо акт на непроизводственную травму не оформляется. Несчастные случаи на производстве, вызвавшие потерю у работника трудоспособности на период не менее одного дня, или несчастные случаи, вызвавшие необходимость перевода его с работы по основной профессии на другую работу, оформляются актом по форме H-I. Начальник цеха или работодатель подразделения, где произошел несчастный случай, обязан немедленно сообщить о происшедшем руководителю или уполномоченному им лицу. Работодатель незамедлительно создает комиссию по расследованию несчастного случая в составе не менее трех человек (специалиста по охране труда, представителей работодателя, профсоюзного органа или иного уполномоченного работниками представительного органа (например, члена комиссии по охране труда); 249 Созданная комиссия обязана в трехдневный срок расследовать обстоятельства и причины несчастного случая, разработать рекомендации по предупреждению их и направить руководству объекта экономики. Работодатель после утверждения акта по форме Н-1 обязан выдать один экземпляр акта пострадавшему в трехдневный срок, 2-й экземпляр акта хранится в течение 45 лет в организации, 3-й экземпляр в орган социального страхования от несчастных случаев. Специальному расследованию несчастных случаев на производстве подлежат: - групповой несчастный случай; - несчастный случай со смертельным исходом. При групповом несчастном случае на производстве (два и более человек), тяжелом несчастном случае на производстве, несчастном случае на производстве со смертельным исходом работодатель или уполномоченное им лицо в течение суток по форме, установленной Министерством труда и социального развития РФ, обязаны сообщить: а) о несчастном случае, происшедшем в организации: - в соответствующую государственную инспекцию труда (в государственную инспекцию в субъекте РФ, в межрегиональную государственную инспекцию труда); - в прокуратуру по месту происшествия несчастного случая; - в орган исполнительной власти субъекта РФ; - в федеральный орган исполнительной власти по ведомственной принадлежности; - в организацию, направившую работника, с которым произошел несчастный случай; - в территориальное объединение профсоюзов; - в территориальный орган государственного надзора, если несчастный случай произошел в организации, подконтрольной этому органу; 250 б) о несчастном случае, происшедшем у индивидуального предпринимателя: - в соответствующую государственную инспекцию труда (в государственную инспекцию в субъекте РФ, в межрегиональную государственную инспекцию труда); - в прокуратуру по месту государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя; - в орган исполнительной власти субъекта РФ; - в территориальный орган государственного надзора, если несчастный случай произошел в организации, подконтрольной этому органу; О случаях острого отравления работодатель или уполномоченное им лицо сообщают также в территориальный орган санитарно - эпидемиологической службы РФ. Для расследования группового несчастного случая на производстве, тяжелого несчастного случая на производстве, несчастного случая на производстве со смертельным исходом в комиссию включаются также государственный инспектор по охране труда, представители органа исполнительной власти субъекта РФ или органа местного самоуправления, представитель территориального объединения профсоюзов. Работодатель образует комиссию и утверждает ее состав, возглавляет комиссию государственный инспектор по охране труда. При крупных авариях с человеческими жертвами 15 и более человек расследование проводится комиссией, назначаемой Правительством Российской Федерации. 12.4 ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПО ОХРАНЕ ТРУДА Планирование работы по охране труда – это организационный управленческий процесс, осуществляемый с целью обеспечения безопасных условий труда работников на основе эффективного использования средств, выделенных 251 на улучшение условий и охраны труда. Составление планов по охране труда представляет собой разработку конкретных мероприятий на определенный срок, с указанием исполнителей и средств, необходимых для реализации мероприятий. Программные мероприятия должны быть направлены на достижение основной цели – сокращения производственного травматизма, снижения профессиональной заболеваемости, создание здоровых и безопасных условий труда работникам. Указанная цель достигается в основном путём выявления причин и факторов, которые приводят или могут привести к ухудшению условий труда работников; выбора приоритетных направлений, позволяющих в короткие сроки с наименьшими затратами обеспечить наиболее высокий результат; разработки и реализации соответствующих организационных, технических, санитарногигиенических, лечебно-профилактических, социально-экономических мер. Программы рекомендуется разрабатывать на 3 года с предварительным обсуждением их на собрании трудового коллектива, на совместном комитете (комиссии) или в другом представительном органе, уполномоченным коллективом. Для разработки и реализации программы приказом по организации должен назначаться её руководитель. Им может быть работодатель или один из его заместителей (технический директор, главный инженер и т. д.). Приказом также должны определяться сроки подготовки программы, ответственные за реализацию программы лица. Планируемые мероприятия должны быть конкретными и увязаны с объёмами и источниками финансирования. Мероприятия по охране труда обеспечиваются соответствующей проектно-конструкторской и технологической документацией. Мероприятия по охране труда оформляются разделом в коллективном договоре и соглашении по охране труда (по форме) с учётом предложений Государственной инспекции труда и других федеральных органов надзора, работодателей, работников и иных уполномоченных работниками представительных органов на основе анализа причин производственного травматизма и профес252 сиональных заболеваний, по результатам экспертизы технического состояния производственного оборудования, а также с учётом работ по обязательной сертификации постоянных рабочих мест на соответствии требованиям охраны труда. “Соглашение по охране труда” - правовая форма планирования и проведения мероприятий по охране труда с указанием сроков выполнения и ответственных лиц. Соглашение вступает в силу с момента подписания сторонами (работодателями и уполномоченными работниками представительных органов) либо со дня, установленного в соглашении. Внесение изменений и дополнений в соглашение производится по взаимному согласию сторон. Контроль за выполнением соглашения осуществляется непосредственно сторонами или уполномоченными ими представителями. При осуществлении контроля стороны обязаны предоставлять всю необходимую для этого имеющуюся информацию. Отчёт о фактических затратах на мероприятия по охране труда составляется по утверждённой форме. 253 Толковый словарь АВАРИЯ - происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно. АТМОСФЕРА - газообразная оболочка Земли, включающая смесь различных газов естественного и антропогенного происхождения, водяных паров и пылевых частиц. БЕЗОПАСНОСТЬ - свойство системы "человек - среда обитания" сохранять условия взаимодействия с минимальной возможностью возникновения ущерба людским, природным и материальным ресурсам. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ - наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека со средой обитания. БИОЛОГИЧЕСКАЯ НИША - пространство обитания организма. БИОСФЕРА - природная область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия. БИОТОП - неорганическая основа (вода, воздух, почва) биологической ниши. БИОЦЕНОЗ - совокупность всех растительных и животных организмов биологической ниши. ВРЕДНЫЙ ФАКТОР - негативный фактор, воздействие которого на человека приводит к заболеванию. ГИДРОСФЕРА - весь глобальный мир воды (без подземных вод), населенный живыми организмами. ГОМОСФЕРА - зона деятельности человека в производственных условиях (рабочая среда). ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА (защита в чрезвычайных ситуациях) - раздел науки о БЖД, призванный идентифицировать негативные воздействия сти254 хийных явлений и прогнозируемых техногенных аварий, разрабатывать и использовать средства для защиты людей и ликвидации последствий негативного воздействия. ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ - способ существования или повседневная деятельность человека. КАТАСТРОФА - происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей. КОМФОРТ - удобства, благоустроенность, уют. ЛИТОСФЕРА - внешняя сфера Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии. МОНИТОРИНГ - слежение за состоянием окружающей человека среды и предупреждение о создающихся чрезвычайных, опасных и вредных для здоровья людей ситуациях. НАУКА - выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. НЕГАТИВНАЯ СИТУАЦИЯ - состояние системы "человек - среда обитания", характеризующееся отклонением от условий безопасного взаимодействия. НОКСОСФЕРА - зона формирования опасностей в производственной среде. ОПАСНОСТЬ - негативное свойство системы "человек - среда обитания", способное причинять ущерб и обусловленное энергетическим состоянием среды и действиями человека. ОПАСНЫЙ ФАКТОР - негативный фактор, воздействие которого на человека приводит к травме или летальному исходу. ОТРАВЛЕНИЕ - результат воздействия химического вещества на человека, приведший к заболеванию или летальному исходу. ОХРАНА ТРУДА - раздел науки о БЖД, призванный идентифицировать негативные факторы производственной среды, создавать комфортные и безопасные условия труда. 255 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СРЕДА - пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека. ПРОИСШЕСТВИЕ - событие, состоящее из воздействия опасного фактора с причинением ущерба людским, природным или материальным ресурсам. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ - раздел науки о БЖД, призванный идентифицировать негативное воздействие производств и технических средств на биосферу или техносферу, разрабатывать и применять средства для снижения этого воздействия до допустимых значений, развивать основы малоотходных и безотходных производственных циклов. РАБОЧАЯ ЗОНА - пространство высотой 2 м над уровнем пола, на котором расположено рабочее место. РАБОЧЕЕ МЕСТО - зона постоянной или временной деятельности работающего. РЕГИОН - "безразмерное" понятие, обозначающее любую территорию, обладающую общими характеристиками состояния биосферы или техносферы. РИСК - вероятность реализации опасности в зоне пребывания человека. СРЕДА ОБИТАНИЯ - окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. СТИХИЙНОЕ БЕДСТВИЕ - происшествие, связанное с изменением природной среды и приведшее к материальному ущербу, гибели или потере здоровья людей. ТЕХНИКА - совокупность средств, создаваемых для обслуживания потребностей общества и осуществления производственных процессов. ТЕХНОЛОГИЯ - совокупность приемов и методов обработки в производственных процессах. ТЕХНОСФЕРА - регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях 256 наилучшего соответствия людским, социально-экономическим потребностям (регион города или промышленной зоны - техносфера). ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА - система комплексной оценки всех возможных экологических и социально-экономических последствий осуществления проектов строительства и реконструкции промышленных объектов, применения технических средств и материалов, направленная на достижение их минимально допустимого отрицательного влияния на окружающую среду и обеспечивающая рациональное использование природных ресурсов. ЭКОЛОГИЯ - наука, изучающая условия существования живых существ и взаимоотношения их со средой обитания. ЭКОСИСТЕМА - сочетание биоценоза и биотопа. 257 Библиографический список 1. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Белов С.В. и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. М.: Высшая школа, 2001. 2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда: Учебн. пособие для вузов /Кукин П.П. и др. М.: Высшая школа, 2002. 3. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие /Под ред. Л.А. Муравья. М.:ЮНИТИ ДАНА,2000. 4. ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ Организация обучения безопасности труда. Общие положения. М., 1990. 5. Постановление Правительства РФ "Об утверждении положения о расследовании и учете несчастных случаев на производстве". М., 1999. 6. Руководство Р 2.2.755-99. "Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса".- М., 1999. 7. СНиП 23-05-95 Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение. - М., 1995. 8. Сн 2.2.4/2.1.8.562-96 Санитарные нормы. "Шум на рабочих местах, в помещениях общественных, жилых и на территории жилой застройки". - М., 1996. 9. ППБ-01-93 Правила пожарной безопасности в Российской ФедерацииІ. 10. СанПиН 2.2.4.548-96 Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещенийІ. - М., 1996. 11. СНиП 2.01.02-85 Противопожарные нормы. 12. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование. 13. СНиП II-89-80 Генеральные планы промышленных предприятий. 14. ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и опреде- ления. 258 15. ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и мате- риалов. Номенклатура показателей и методы их определения. 16. СТ СЭВ 383-87 Пожарная безопасность в строительстве. Термины и определения. 17. НПБ 104-95 Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях. 18. НПБ 105-95 Определение категорий помещений и зданий по взрыво- пожарной и пожарной опасности. 19. НПБ 110-96 Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудова- ния, подлежащих защите автоматическими установками тушения и обнаружения пожара. 20. , ГОСТ 12.1.012—90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». 21. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556—96 «Производственная виб- рация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». 22. СанПиН 2.2.4/1.8.055 96. Санитарные правила и нормы. Нормиро- вание ЭМИ радиочастотного диапазона. 23. ПУЭ. Правила устройства электроустановок. 7-ое издание. М.: Энергоиздат, 2003. 24. Санитарные правила СП 2.6.1.758-99 “Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) ”. 25. Безопастность жизнедеятельности: Учебн. /Под ред. С.В.Белова. – М.: Высшая школа, 1999. 259 Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ .............................................................................................................................................. 3 ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ......................................................................................................... 4 ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................................................... 8 Основные понятия и определения ................................................................................................................ 14 1 КРИТЕРИИ БЕЗОПАСНОСТИ ................................................................................................................. 18 1.1 БЕЗОПАСНОСТЬ, СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ......................................................................... 18 1.2 ПОНЯТИЕ РИСКА .............................................................................................................................. 20 1.3 БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ................................................................................ 27 2 ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА .......................................................................................................... 34 3 ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ОТБОР ОПЕРАТОРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ................................ 45 3.1 ПРОФОТБОР ....................................................................................................................................... 45 3.2 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА ................................................................ 49 4 ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ................................................................................................. 56 4.1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ .......................... 56 4.2 ВИДЫ И СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ ................................................................................................ 59 4.3 НОРМИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ...................................................... 62 4.4 ИСТОЧНИКИ СВЕТА И ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ............................................................. 64 4.4 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ....................................................................... 68 4.5 ЦВЕТОВОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ИНТЕРЬЕРА........................................ 72 5 СОЗДАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ ................................... 75 5.1 МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ........................................................ 75 5.1.1 Загрязнение воздушной среды в производственных условиях ................................................. 75 5.1.2 Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений .. 80 5.2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОЗДОРОВЛЕНИЮ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕ .............................................................................................. 85 5.2.1 Защита человека от источника теплового излучения ................................................................ 86 5.2.2 Средства нормализации состава и параметров воздуха рабочей зоны .................................... 87 5.2.3 Расчет систем механической вентиляции ................................................................................... 91 5.2.4 Контроль параметров микроклимата .......................................................................................... 95 6 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ, ШУМА,УЛЬТРА И ИНФРАЗВУКА ................................................ 96 6.1 ЗАЩИТА ОТ ШУМА.......................................................................................................................... 96 6.1.1 Основные акустические понятия ................................................................................................. 96 6.1.2 Нормирование шума ................................................................................................................... 102 6.1.3 Методы защиты от воздействия шума ...................................................................................... 106 6.2 ЗАЩИТА ОТ УЛЬТРАЗВУКА......................................................................................................... 110 6.3 ЗАЩИТА ОТ ИНФРАЗВУКА .......................................................................................................... 114 6.4 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ ............................................................................................................... 116 7 ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ........................... 121 7.1 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ .................................................................... 121 7.2 НОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ...................................................... 125 7.3 СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАДИОЧАТОТ ........................ 128 7.4. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ .................................... 134 260 7.5. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ (УФИ) ............................ 138 7.6 ЗАЩИТА ПРИ РАБОТЕ С ЛАЗЕРАМИ ......................................................................................... 141 8 ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ................................................................................ 147 8.1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ИОНИЗИРУЮЩИМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ .................................................................................................................................................................................... 157 9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАНОСТИ........................................................................................ 163 9.1 ЭЛЕКТРООПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДТВЕ............................................................................... 163 9.2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ .............................................................................. 183 НА ПРЕДПРИЯТИИ ............................................................................................................................... 183 9.2.1 Общие положения ....................................................................................................................... 183 9.2.2 Меры по обеспечению электробезопасности на производстве .............................................. 184 9.2.3 Средства электробезопасности .................................................................................................. 188 9.3 СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ............................................................................... 194 ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.................................................................................................................................. 194 10 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАНОСТЬ..................................................................................................... 196 10.1 БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ВЫШЕ АТМОСФЕРНОГО ................................................................................................................................................... 196 10.2 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ .................................................................................................... 213 10.3 МОЛНИЕЗАЩИТА ........................................................................................................................ 229 БЕЗОПАСТНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ ......................................... 232 11 11.1 ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАВМИРОВАНИЯ ........................................................... 232 11.2 СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ ................................. 233 11.3 ЗАЩИТА ОТ ОПАСНОСТЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО И РОБОТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА .................................................................................................................................................... 235 УПРАВЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ............................................................................................. 237 12 ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ .......................................................................................................................... 237 12.1 ПРАВОВЫЕ, НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ......................................................................... 238 ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ....................................................................................................................................... 238 12.2 СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ОХРАНЫ ТРУДА ............................................................................. 243 12.3 РАССЛЕДОВАНИЕ И УЧЕТ НЕСЧАСТНЫХ ............................................................................. 247 СЛУЧАЕВ ................................................................................................................................................ 247 12.4 ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ................................................................... 251 Толковый словарь ........................................................................................................................................ 254 Библиографический список ........................................................................................................................ 258 261