Теплообмен человека с окружающей средой

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теплообмен человека с окружающей средой

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.(1,стр.119)

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. В противном случае - холодно.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением на окружающие предметы и в процессе тепло-массо-обмена при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.(1,стр.120)

Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей.

Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности.

Количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от его физической нагрузки, влажности, и температуры вдыхаемого воздуха.

Таким образом, тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс в системе человек-среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки.

Параметры - температура, скорость движения воздуха, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха - получили название параметров микроклимата.

1.1 Терморегуляция организма человека

Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена с окружающей средой являются параметры микроклимата. В естественных условиях эти параметры изменяются в существенных пределах.

Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.(1,стр.131)

Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.

Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов.

Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов.

Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения влаги.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами.(1,стр.132)

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

1.2 Гигиеническое нормирование показателей микроклимата

Нормы производственного микроклимата установлены ССТБ ГОСТ 12.1.005-88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”. Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации в различное время года введено понятие периода года (теплый, холодный). Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха + 10°С и выше, холодный - ниже + 10°С.(3,стр.7)

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения. Легкие работы, по затратам энергии, подразделяются на категорию Iа и Iб. К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратами энергии 175…232 Вт (категория IIа) и 233…290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые сидя или стоя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб - работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей. К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относя работы, связанные с систематическим физическим напряжением.(3,стр.8)

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.(3,стр.3)

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия - это такие сочетания параметров микроклимата, которые могут вызывать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности.

микроклимат терморегуляция организм человек



2. Системы восприятия человеком состояния среды обитания. Гомеостаз и адаптация. Естественные системы защиты человека

Человек ? очень сложная информационно ? энергетическая система, которая только на несколько процентов состоит из физического тела и на 95% - из информационно - энергетических слоев подсознания.(1,стр.136)

Человек - двойственен по своей природе, также как и окружающий мир, он состоит из двух составляющих материальной (физиологии) и духовной (психологии).

На уровне физиологии человека можно выделить следующие основные блоки: зрительный анализатор (ЗА), слуховой анализатор (СА), тактильный анализатор (ТА), коммутатор (К). Через них осуществляется прием и преобразование входных сигналов во внутренние ощущения человека.

Этот уровень решает тактические задачи - обеспечения безопасности жизнедеятельности ориентировки и перемещения человека в окружающем пространстве.

В качестве основной физиологической характеристики человека рассматриваются: его ощущения, которые преобразуют сигналы окружающей среды в количественные и качественные показатели процесса приема и частичной переработки информации человеком, а также управляющие движения, обеспечивающие взаимодействие человека с окружающей средой.

Человек вынужден постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, сохраняя свой организм от разрушения под действием внешних факторов. Сохранение организма возможно благодаря гомеостазу - универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильность работы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающих эту стабильность.

Гомеостаз - относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия, будь то температура воздуха, изменение атмосферного давления или волнение, радость, печаль, могут быть поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия. Автоматически, при помощи гуморальных и нервных механизмов регуляции осуществляется саморегуляция физиологических функций, обеспечивающая поддержание жизнедеятельности организма на постоянном уровне. Гуморальная регуляция осуществляется через жидкую внутреннюю среду организма с помощью молекул химических веществ, выделяемых клетками или определенными тканями и органами (гормонов, ферментов и т.д.). Нервная регуляция обеспечивает быструю и направленную передачу сигналов в виде нервных импульсов, поступающих к объекту регуляции.

Важным свойством живого организма, влияющим на эффективность механизмов регуляции, является реактивность. Реактивность - это способность организма отвечать (реагировать) изменениями обмена веществ и функции на раздражители внешней и внутренней среды. Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной благодаря активации систем, ответственных за адаптацию организма к внешним условиям.

Адаптация - это выработанное в процессе эволюции приспособление организма человека к постоянно меняющимся условиям существования во внешней среде.

Механизмом адаптации является естественная система защиты от опасностей (ЕСЗО). Она формировалась миллионы лет. Характеризуется совершенством, но имеет и известные пределы.(1,стр. 140)

ЕСЗО включает: морфофункциональные системы организма (костно-мышечную, центральную нервную, иммунную систему, двигательную систему и т.д.) и систему органов чувств, представленную анализаторами человека.

Гомеостаз и адаптация - два конечных результата, организующих функциональные системы. Вмешательство внешних факторов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке организма, в результате которой одна или несколько функциональных систем компенсируют возможные нарушения и восстанавливают равновесие. Вначале происходит мобилизация функциональной системы, чувствительной к данному раздражителю, затем на фоне некоторого снижения резервных возможностей организма включается система специфической адаптации и обеспечивает необходимое повышение функциональной активности организма. В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силен, эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза. Вызываемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности и длительности, в такой ситуации возможно развитие заболеваний.

В процессе трудовой деятельности человек расплачивается за адаптацию к производственным факторам. Расплата за эффективный труд или оптимальный результат трудовой деятельности носит название "цена адаптации", причем нередко расплата формируется в виде перенапряжения или длительного снижения функциональной активности механизмов нервной регуляции как наиболее легко ранимых и ответственных за постоянство внутренней среды.

Таким образом, защитные приспособительные реакции имеют три стадии:

- нормальная физиологическая реакция (гомеостаз);

- нормальные адаптационные изменения;

- патофизиологические адаптационные изменения (развитие заболевания).

Анализаторы - это совокупность нервных образований, воспринимающих внешние раздражители, преобразующих их энергию в нервный импульс возбуждения и передающих его в центральную нервную систему.

Первичная информация о состоянии внешней среды и СЧМ поступает человеку с помощью анализаторов.

Эта информация называется сенсорной (ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки - сенсорным восприятием.

Ощущение - процесс, заключающийся в отражении отдельных свойств или явлений материального мира, а также внутренних состояний организма при непосредственном воздействии раздражителей на соответствующие рецепторы.

По модальности (по виду воспринимаемых сигналов) рецепторы подразделяют на:

* механорецепторы (слуховые, вестибулярные, тактильные рецепторы, барорецепторы сердечно-сосудистой системы);

* терморецепторы, воспринимающие температурные изменения как внутри организма, так и в окружающей среде (терморецепторы кожи и внутренних органов);

* хеморецепторы, реагирующие на воздействие химических веществ ( рецепторы вкуса, обоняния, сосудистые и тканевые рецепторы, например глюкорецепторы, реагирующие на изменение уровня сахара в крови;

* фоторецепторы - воспринимают электромагнитные волны видимого спектра.

По локализации воспринимаемых раздражителей выделяют:

* экстерорецепторы, воспринимающие раздражения из окружающей среды;

* интерорецепторы, воспринимающие раздражения из внутренней среды организма;

* проприорецепторы, реагирующие на работу мышц.

При функционировании анализаторов реализуется основной принцип работы центральной нервной системы человека, сформулированный Сеченовым в работе «Рефлексы головного мозга» в 1867 г. - принцип обратной связи.(1,стр.148)

К основным характеристикам анализаторов относятся:

1. Латентный период - время между началом действия раздражителя и возникновением ощущения.

Время реакции на повышение температуры (тепловая чувствительность) ? 0,18 с, на понижение температуры (холодовая чувствительность) - 0,15 с. Это обусловлено тем, что количество рецепторов, реагирующих на холод на поверхности кожи на порядок больше, чем количество рецепторов, реагирующих на тепло.(1,стр.143)

2. Нижний абсолютный порог чувствительности - минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметные ощущения.

3. Верхний абсолютный порог чувствительности - максимальная величина раздражителя, вызывающая правильное срабатывание анализатора.

4. Диапазон чувствительности - зона восприятия сигнала от нижнего до верхнего абсолютного порога чувствительности.

5. Дифференциальная чувствительность - минимальное различие между двумя сигналами, вызывающее едва заметное ощущение.

Например, при непосредственном тепловом или холодовом воздействии на кожу, адаптированную к определенной температуре, дифференциальная чувствительность имеет значение порядка 0,1--0,2 °С.

6. Оперативная чувствительность - такое различие между сигналами, при котором скорость и точность различения достигают максимума. Она составляет 10 - 15 величин дифференциальной чувствительности.(1,стр.142)

7. Границы спектральной чувствительности - абсолютные пороги ощущений по частоте сигнала.

8. Дифференциальная чувствительность к изменению частоты сигнала дифференциальный, различительный порог по частоте.

Специфической особенностью рецепторов человека является большой диапазон значений интенсивности сигналов, в пределах которого возможно эффективное функционирование анализаторов, вместе с весьма высокой дифференциальной чувствительностью к интенсивности.

Такое сочетание оказывается возможным благодаря системе адаптации и сенсибилизации анализаторов (понижение и повышение их чувствительности в зависимости от средней интенсивности сигналов, воздействующих в течение некоторого времени).

Адаптация анализаторов - свойство анализаторов, заключающееся в изменении чувствительности под влиянием их приспособления к действующим раздражителям.

В 1846 г. Немецкий ученый Э. Вебер дал количественное определение соотношению между физическими параметрами сигнала (стимулами) и ощущениями человека.

Он показал, что величина прироста интенсивности, вызывающая отчетливую разницу между двумя стимулами, находится в постоянном отношении к исходной интенсивности.

В 1860 г. немецкий ученый Г. Фехнер придал наблюдениям Вебера математическое описание, получившее название закона Вебера - Фехнера.

Закон Вебера - Фехнера, можно было бы назвать законом “жадности”, так как он является самым страшным физиологическим законом человека.

Он накладывает свой отпечаток на большинство катастроф, связанных с человеком в его социальной жизни. Войны за передел собственности, воровство, неуемная жадность и зависть - вот неполный перечень тех катастрофических моментов человека, которые им формируются.

Это обусловлено тем, что чувствительность анализатора человека изменяется обратно пропорционально входному сигналу

Положительный момент этого закона заключается в том, что он обеспечивает безопасность органов чувств человека - даже сильные входные воздействия не могут разрушить анализатор.

Отрицательный момент этого закона действует на социальном уровне.

Чем больше человек имеет, тем больше ресурсов требуется для удовлетворения его потребностей. Потребности человека возрастают в логарифмической пропорции, а ресурсы земли ограничены, и для удовлетворения своих потребностей наиболее сильная и наглая часть человечества присваивает себе основную часть ресурсов (капиталистическая система). Это приводит к социальным взрывам - революциям и войнам за передел собственности.

Зрительный анализатор принимает и анализирует информацию в световом диапазоне (400 - 760 нм).(1,стр.145)

В видимой части спектра излучения света различные длины волн вызывают у человека различные световые и цветовые ощущения: от фиолетового (400 нм) до красного (750 нм) цветов.

Одним из важных свойств глаза является способность его к адаптации. Относительные изменения интенсивности, к которой глаз может приспосабливаться, превышают один миллион раз.

Порог световой чувствительности изменяется в очень широких пределах в процессе адаптации зрительного анализатора к внешнему световому воздействию.

Психофизиологическое восприятие освещенности - Е зрительным анализатором человека подчиняется закону Вебера - Фехнера

Е, Ео - освещенность объекта и порог восприятия освещенности зрительным анализатором человека соответственно.

Частотные границы цветовой чувствительности составляют 390 ? 800 нм.

Слуховой анализатор является одним из важнейших информационных каналов человека.

Если зрительный анализатор имеет направленное действие, требуется направленность и сосредоточенность на объект исследования, то слуховой анализатор не требует подобного сосредоточения на объекте.

Одновременно по этому же каналу действуют шумы, которые являются источниками помех для прохождения информации человеку.

Носителем слуховых ощущений является звуковая энергия.

Человек воспринимает звук с помощью чувствительного психофизиологического отражения. Звуковое поле воспринимается человеком как двумерное пространство в координатах - интенсивности звука - I и частоты f, которое переводится в его субъективные ощущения - уровень звукового давления.

Субъективное восприятие интенсивности звука человеком называется уровнем звукового давления или уровнем громкости L, дБ и подчиняется психофизиологическому закону Вебера - Фехнера

Болевой порог составляет Iбп =10 Вт/м2. Подставив значения порога слышимости и болевого порога в уравнение, получим уровень громкости болевого порога

Таким образом, информационный диапазон восприятия интенсивности звука человеком составляет 0 ? 130 дБ (10-12 - 10 Вт/м2).

Частотный диапазон воспринимаемый слуховым анализатором человека, лежит в пределах 20-20000 Гц.(1,стр.147)

Субъективное восприятие частоты звука Lf человеком при постоянном значении интенсивности звука также подчиняется психофизиологическому закону Вебера - Фехнера

Слуховой анализатор человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты и интенсивности. Наибольшей чувствительностью слуховой анализатор обладает на частотах в диапазоне 500 ? 5 000 Гц, и она резко падает на низких и высоких частотах.

Экспериментально удается подобрать звуки разных частот и интенсивностей, оцениваемые субъективно как равные по громкости, т. е. построить кривые равной громкости (рисунок), которые можно аппроксимировать законом

Различие между уровнем громкости и уровнем интенсивности звука тем больше, чем меньше его частота (начиная с 500 Гц) и слабее звук.

По мере повышения интенсивности звука кривые равной громкости выравниваются, приближаясь к горизонтальным. Поэтому при уровнях громкости 80 дБ и выше громкость звука определяется главным образом его интенсивностью и мало зависит от частотной характеристики.

Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения (слабого давления), боли, тепла, холода и вибрации. Для каждого из этих ощущений (кроме вибрации) в коже имеются специфические рецепторы либо их роль выполняют свободные нервные окончания.

Каждый участок кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям, для которых на этом участке имеется наибольшая концентрация соответствующих рецепторов. Поэтому можно выделить на коже точки и участки с избирательной чувствительностью к прикосновению, боли, теплу, холоду.

Чувствительность к прикосновению (тактильная) проявляется при деформации кожи под давлением внешнего воздействия. Ощущение возникает только в момент деформации, и исчезает, как только изменение деформации прекращается.

Абсолютный порог чувствительности к силе раздражителя зависит от места его приложения, скорости движения и функционального состояния рецептора. Чувствительность тактильных рецепторов непостоянна во времени, наблюдаются спонтанные изменения порога восприятия.

Абсолютный порог пространственной чувствительности (разрешающая способность) определяется плотностью рецепторов на том или ином участке кожной поверхности. Ошибка в локализации одиночных раздражителей колеблется в пределах 2 - 8 мм. При одновременном воздействии в двух точках пороги зависят от места приложения раздражителя.(1,стр.148)

При ритмичных последовательных прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как раздельное, пока не будет достигнута критическая частота fкp, при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации. В зависимости от условий и места раздражения fкp = 5 - 20 Гц.

При f = fкp тактильная чувствительность переходят в вибрационную.

Вибрационная чувствительность, обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная. Поэтому топография распределения вибрационной чувствительности по поверхности тела аналогична тактильной.

Болевой анализатор

Чувствительность к боли обусловлена воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, химических, электрических и других раздражителей.

Восприятие кожей температурных воздействий зависит от ее собственной температуры.

При непосредственно тепловом или холодовом воздействии на кожу, адаптированную к определенной температуре, дифференциальная чувствительность имеет значение порядка 0,1 ? 0,2 °С.(1,стр.149)

Порог чувствительности к повышению температуры несколько выше, чем к снижению. Соответственно время реакции на повышение температуры больше, чем на снижение (0,18 и 0,15 с). После начального ощущения тепла или холода через некоторое время происходит адаптация к новой температуре и ощущение исчезает.

Для кожи, адаптированной к комнатной температуре 20 ? 25°С, порог ощущения горячего для разных индивидуумов находится в пределах 40 ? 46 °С (средняя 42 ? 43 °С).

Кинестетический анализатор обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих положение и движение тела:

* растяжение мышц при их расслаблении -- “мускульные веретена”;

* сокращение мышц -- сухожильные органы Гольджи;

* положение суставов - обусловливающие, так называемое “суставное чувство”.

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия человеком различных запахов (их диапазон охватывает до 400 наименований). Рецепторы обонятельного анализатора расположены на участке площадью около 2,5 см2 слизистой оболочки, покрывающей внутреннюю стенку верхней носовой раковины и соседнюю боковую стенку носовой перегородки.

Чувствительность обонятельного анализатора зависит от вида пахучего вещества, температуры, влажности, движения воздуха, длительности воздействия, концентрации вещества и других факторов.

Пороги абсолютной чувствительности определяются концентрацией пахучего вещества во вдыхаемом воздухе, изменяются в зависимости от общего состояния индивидуума и резко возрастают при заболеваниях носовой полости.

Адаптация обонятельного анализатора происходит сравнительно быстро.

Время полной адаптации прямо пропорционально давлению паров пахучего вещества.

Адаптация к одним веществам может влиять на чувствительность к другим. В результате адаптации пороги ощущения запахов значительно повышаются.

После прекращения воздействия пахучих веществ на анализатор наблюдается постепенное восстановление чувствительности.

Дифференциальная чувствительность к запаху аналогична различению цветов и оттенков зрительным анализатором и зависит от степени сходства запахов и соотношения интенсивностей.

Поскольку для запахов не существует шкалы, различительная чувствительность не может быть определена количественно и поддается только качественному описанию.

Дифференциальная чувствительность к интенсивности запаха относительно невысока. Среднее значение константы Вебера составляет порядка К = 38 %. Для различных веществ К меняется от 16 до 50%.

Вкусовой анализатор обеспечивает различение вкуса веществ, попадающих в полость рта. Основные вкусовые ощущения: кислое, соленое, горькое, сладкое. Эти четыре ощущения считают первичными, все остальные обусловлены их сочетаниями.

Дифференциальная чувствительность к интенсивности вкусового воздействия имеет среднее значение К=0,2 для всех вкусовых ощущений при средних интенсивностях раздражителей.(1,стр.150)

Приведенные выше характеристики анализаторов определены в условиях, когда каждый анализатор рассматривался изолированно, вне связи с другими системами и функциями организма.

В действительности все анализаторы объединены и взаимосвязаны, поэтому поступление сигнала или изменение функционального состояния человека под влиянием внешних факторов приводит к изменению характеристик и других анализаторов.



3. Экспертиза безопасности оборудования и технологических процессов

Экспертиза должна производиться как на этапе проектирования, так и перед производством и внедрением разработок.

Первый этап экспертизы может производиться как проектными, так и независимыми общественными организациями.

Порядок экспертизы безопасности проектов на новую технику и технологии и выдачи на них заключений установлен Минтрудом РФ и проводится Государственной экспертизой условий труда с участием органов Санэпидемнадзора РФ, а в некоторых случаях и других надзорных органов.

Применительно к оборудованию и технологическим процессам, имеющим аналоги, как правило, производится расчетная оценка ожидаемого уровня негативных факторов и сопоставление полученных величин с предельно допустимыми значениями.

При создании опытных образцов определяется фактическое значение этих факторов. В случае, если эти значения превышают допустимые величины, установленные ССБТ, производится доработка оборудования за счет введения соответствующих средств защиты или повышения их эффективности. Одновременно, используя статистические данные по травматизму и заболеваниям, устанавливают причины отказов систем, травм, профзаболеваний и разрабатывают соответствующие требования безопасности, в том числе устанавливают соответствующие показатели безопасности.

Применительно к оборудованию и технологическим процессам, не имеющим аналогов, производится идентификация опасностей и связанных с их возникновением негативных факторов.

Учитывая многообразие связей в системе «человек - машина - окружающая среда» и соответствующее многообразие причин аварий, травматизма и профессиональных заболеваний для выявления производственных опасностей применяют метод моделирования с использованием диаграмм влияния причинно-следственных связей на реализацию этих опасностей.

Наибольшее распространение получили методы с использованием дерева отказов или дерева происшествий.(2,стр.560)



4. Общие сведения о ЧС. Классификация ЧС

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории, нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Каждая ЧС имеет свою физическую сущность, свои, только ей присущие причины возникновения, движущие силы, характер и стадии развития, свои особенности воздействия на человека и среду его обитания.(2,стр.439)

Основными понятиями и определениями в данной области знаний:

* риск возникновения ЧС, источник ЧС, безопасность в ЧС, защищенность в ЧС, опасность в ЧС, поражающий фактор источника ЧС, зона ЧС, потенциально опасный объект (ПОО), предупреждение ЧС, предотвращение ЧС, стихийное бедствие, биолого-социальная ЧС, техногенная ЧС, источник техногенной ЧС, авария, катастрофа.

Классификация чрезвычайных ситуаций:

а) по причинам возникновения:

- стихийные бедствия (землетрясения, наводнения, селевые потоки, оползни, ураганы, снежные заносы, грозы, ливни, засухи и др.);

- техногенные катастрофы (аварии на энергетических, химических, биотехнологических объектах, транспортных коммуникациях при перевозке разрядных грузов, продуктопроводах и т.д.);

- антропогенные катастрофы (катастрофические изменения биосферы под воздействием научно-технического прогресса и хозяйственной деятельности);

- социально-политические конфликты (военные, социальные).

б) по источникам возникновения ЧС делят на:

природные:

* космогенные (падение на Землю астероидов, столкновение земли с кометами, магнитные бури и др.);

* геофизические (землетрясения, извержения вулканов);

* геологические (оползни, сели, лавины, пыльные бури и др.);

* метеорологические и гидрометеорологические (бури, ураганы, смерчи, шквалы, крупный град, сильный дождь, засуха, заморозки и др.);

* морские гидрологические (тайфуны, цунами, сильное волнение (5 баллов и более), обледенение судов и др.);

* гидрологические (высокие уровни воды, половодье, дождевые поводки, повышение уровня грунтовых вод, низкие уровни воды и др.);

* гидрогеологические (низкие и высокие уровни грунтовых вод);

* природные пожары (лесные пожары, торфяные пожары, пожары степных и хлебных массивов, подземные пожары горючих ископаемых и др.)

техногенные:

* транспортные (аварии грузовых железнодорожных поездов, авиационные катастрофы, аварии на автомобильных дорогах(крупные автодорожные катастрофы) и др.);

* пожары, взрывы, угроза взрывов (пожары (взрывы в зданиях, на коммуникациях и технологическом оборудовании промышленных объектов, на транспорте, на химически опасных объектах и др.);

* аварии с выбросом аварийно химически опасных веществ

* аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ;

* аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ;

* гидродинамические аварии (прорывы плотин с образованием волн прорыва, прорывного паводка, смыва плодородных почв и др.)

* внезапные обрушения зданий, сооружений;

* аварии на электроэнергетических системах

* аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения;

* аварии на промышленных очистных сооружениях.

биолого-социальные:

* инфекционная заболеваемость людей;

* инфекционная заболеваемость животных;

* болезни и вредители растений.

в) по времени протекания:

* внезапные (взрывы, транспортные аварии, землетрясения и др.);

* быстрые (пожары, выбросы газообразных химических веществ, гидродинамические аварии, сели, лавины и др.);

* умеренные (выбросы радиоактивных веществ, аварии на коммунальных системах, извержение вулканов, половодья и др.);

* медленные (аварии на очистных сооружениях, засухи, эпидемии, эрозия, экологические изменения и др.).

г) по неизбежности возникновения

* неизбежные (риск возникновения меньше 10 -6)

* предотвращаемые (риск возникновения больше 10 -6)

Техногенные ЧС по степени тяжести и масштабу распространения в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 1094 от 13.09.96 г.(6) (с учетом величины площади поражения и тяжести последствий) (таблица 1.1):

Таблица 1.1

Чрезвычайные ситуации	Пострадало человек	Нарушены условия ЖД, человек	Материальный ущерб, МРОТ*	Распространение зоны ЧС
Локальные	<10	<100	<1тыс.	В пределах территории объекта
Местные	10…50	100…300	100…300	В пределах населенного пункта
Территориальные	50…500	300…500	(5…500)тыс.	В пределах субъекта РФ
Федеральные	>500	>1000	>5 млн.	В пределах более чем двух субъектов РФ
Трансграничные	?	?	?	За пределами РФ, но затрагивает РФ

МРОТ* ? минимальный размер оплаты труда, руб

Основные последствия ЧС:

* разрушения;

* затопления;

* массовые пожары;

* химическое заражения;

* радиоактивные загрязнения (заражение);

* бактериальное (биологическое) заражение.

Масштаб последствий (ущерб) ЧС (количество заболеваний, травм, смертей, экономические потери и т. д.) является следствием взаимодействия многих явлений - причин (факторов).

Основными причинами аварий и катастроф на объектах являются:

* ошибки, допущенные при проектировании, строительстве и изготовлении оборудования;

* нарушение технологии производства, правил эксплуатации оборудования, требований безопасности;

* низкая трудовая дисциплина;

* стихийные бедствия, военные конфликты.

Основные поражающие факторы ЧС:

* динамические (ударная волна, скоростной напор воздуха, падение элементов зданий и сооружений и др.);

* термические (пониженные и повышенные температуры, тепловое излучение и др.);

* радиационные (ионизирующие излучения, радиоактивные вещества);

* химические (аварийно химически опасные вещества);

* биологические (токсины бактерий и вирусов).

Очаг поражения при ЧС - территория, в пределах которой действуют поражающие факторы ЧС, с находящимися на ней людьми, животными, зданиями, сооружения, коммуникациями.

Стадии чрезвычайных ситуаций

Какими бы различными ни были ЧС, в своем развитии они все проходят четыре характерные стадии: зарождение, инициирование, кульминация, затухание.

Рассмотрим содержание каждой из стадий на примере техногенной ЧС.

На стадии зарождения создаются предпосылки будущей ЧС:

* активизируются неблагоприятные природные процессы;

* накапливаются технологические неполадки и проектно ? производственные дефекты;

* происходят сбои в эксплуатации оборудования, работе инженерно-технического персонала и т.д.

К их числу также относятся большие объемы хранения и переработки материалов (огнеопасных, горючих, нестабильных, коррозионных (едких), высокореактивных, токсичных, пылевидных, инертных и других веществ) и экстремальные физические условия производственного процесса (высокие и низкие температуры, высокое давление, вакуум, циклические изменения температуры и давления, гидравлические удары и т.п.).

Продолжительность стадии зарождения может быть определена приблизительно с использованием методологии теории надежности технических систем, теории риска, теории катастроф, теории регулярной статистики отказов, теории «локальных» аварий и т.д.

На стадии инициирования ЧС возникают технологические нарушения, связанные с выходом параметров процесса (давления, температуры, концентрации, скорости реакции, расхода вещества и т. д.) за критические значения.(2,стр.452)

Происходят спонтанные реакции, разгерметизация трубопроводов, резервуаров, возможен отказ прокладок, коррозионное повреждение стенок. Возможно нарушение работы оборудования (насосов, клапанов, измерительных приборов, датчиков, блокировок).

Обнаруживается неисправность систем обеспечения (электрической, водоснабжения, охлаждения, теплообмена, вентиляции и т.п.).

Нельзя исключать внешние события, к числу которых следует отнести экстремальные погодные условия, стихийные бедствия, акты вандализма, диверсии и т. п.

Наиболее существенным является человеческий фактор, поскольку более 60 % аварий происходит из-за ошибок при проектировании, в процессе строительства и эксплуатации, при техническом обслуживании.(2,стр.453)

На стадии кульминации высвобождаются большие количества энергии и массы, причем даже небольшое инициирующее событие может привести в действие цепной механизм аварий с многократным увеличением мощности и масштабов («эффект домино»).

На этой стадии очень важно предсказать сценарий развития аварии, что позволит принять действенные меры защиты, избежать человеческих жертв или уменьшить их число, а также сократить наносимый ущерб.

Стадия затухания ЧС продолжается от момента устранения источника опасности до полной ликвидации последствий аварии, что может продолжаться годы и даже десятилетия (например, чернобыльская катастрофа). Знание причинно ? следственной цепи формирования ЧС в конкретных условиях уменьшит риск возникновения такой ситуации в будущем и, следовательно, повысит безопасность в ЧС.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности в ЧС представляет собой комплекс организационных, инженерно ? технических мероприятий и средств, направленных на сохранение жизни и здоровья человека во всех сферах его деятельности.

Основными направлениями в решении задач обеспечения безопасности жизнедеятельности в ЧС являются:

* прогнозирование и оценка возможных последствий ЧС;

* обеспечение устойчивой работы объектов народного хозяйства в ЧС;

* планирование мероприятий по предотвращению или уменьшению вероятности возникновения ЧС, а также масштабов их последствий;

* обучение персонала и населения специальным действиям в ЧС;

* ликвидация последствий ЧС.

5. Обязанности и ответственность технических работников и администрации предприятий по соблюдению законодательства по БЖД

Обязанности и ответственность технических работников предприятий в части соблюдения законодательства по БЖД определены в рассмотренных выше основных законах.

Конкретные обязанности оговариваются в должностных инструкциях.

За нарушения законодательства по БЖД технические работники несут ответственность.

Дисциплинарная, административная и уголовная ответственность, как правило, применяется только к должностным лицам.

За нарушение требований Трудового кодекса Федерального закона «Об основах охраны труда в РФ», Федерального закона «Об охране окружающей среды» и закона РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», кроме того, предусмотрена гражданско-правовая ответственность.

Последняя требует возмещения не только нанесенного по чьей ?то вине материального ущерба, но и упущенной выгоды.

Ответственность работодателя за нанесение ущерба здоровью работников.

Работодатель в соответствии с действующим законодательством должен:

- обеспечить соблюдение требований санитарных правил в процессе организации и производства строительных работ;

- обеспечить организацию производственного контроля за соблюдением условий труда и трудового процесса по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности труда;

- разработать и внедрить профилактические мероприятия по предупреждению воздействия вредных факторов производственной среды и трудового процесса на здоровье работников с обеспечением инструментальных исследований и лабораторного контроля.

В результате установления рыночных отношений и изменения форм собственности на многих предприятиях упраздняются ряд должностей. Снизился контроль за выполнением законодательства по охране труда и заметно вырос уровень производственного травматизма.(5,стр.372)

Ответственность работодателя зависит от того, при каких обстоятельствах произошел несчастный случай и от размера причиненного вреда.

Если вред причинен источником повышенной опасности, то работодатель обязан возместить его в полном объеме, если не докажет, что вред возник вследствие непреодолимой силы (стихийных бедствий) либо умысла потерпевшего или его грубой неосторожности.

Если вред причинен не источником повышенной опасности, работодатель отвечает лишь при наличии своей вины.(2,стр.539)

Возмещение вреда, причиненного жизни или здоровью гражданина, регулируется Гражданским кодексом РФ. Возмещение вреда потерпевшему включает:

1. выплаты денежных сумм в размере заработка или соответствующей его части (в зависимости от степени утр ты трудоспособности). Размер возмещения вреда устанавливается потерпевшему в процентах к его заработку, который он получал до трудового увечья. Проценты соответствуют степени утраты им профессиональной трудоспособности способность к труду по своей или другой равной ей по квалификации и оплате профессии), определяемой ВТЭК. ВТЭК определяет нужду потерпевшего и устанавливает соответствующую группу инвалидности. Размер выплат индексируется. В состав заработка включаются сверхурочные, премиальные, выплаты за совместительство и т.д.

2. компенсацию дополнительных расходов:

- расходы на уход составляют примерно 60% суммы двух мин. размеров оплаты труда, расходы по бытовому уходу составляют 50% от минимального размера оплаты труда (МРОТ) с соответствующей индексацией;(5,стр.375)

- расходы на приобретение и капитальный ремонт транспортных средств возложены на Минтрудсоцразвития совместно с Минфином;

- расходы на протезирование осуществляется согласно фактически понесенным расходам;

- расходы на дополнительное питание;

- возмещение расходов на приобретение лекарств.

3. выплату единовременного пособия осуществляет в размере МРОТ на день выплаты за пять лет.

4. возмещение морального вреда может осуществляться в денежной или иной материальной форме, через суд.

В случае смерти работника в результате трудового увечья на возмещение вреда имеют право:

* нетрудоспособные граждане, состоявшие на иждивении;

* ребенок умершего, родившийся после его смерти;

* один из родителей или другой член семьи, если он не работает и ухаживает за членами семьи и детьми до 14 лет.

При этом иждивенство детей не требует доказательств. Возмещение вреда состоит из следующих выплат:

* размера среднемесячного заработка умершего за вычетом доли, приходящейся на самого работавшего;

* единовременного пособия семье (в размере средней МРОТ за 5 лет);

* возмещение морального ущерба.

Данный вид законодательства не предусматривает исковой давности. Если потерпевший обратится за положенным ему возмещением до истечения трех лет со дня получения увечья, то возмещение будет ему выплачиваться, начиная с этого дня.(5,стр. 378)



Задача 1

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

Вариант	Длина пом., м	Ширина пом., м	Высота пом., м	Мощность обор-я, кВт	Категория Тяжести работы	Вредное вещество	Кол-во вредного вещества, мг/ч	Число раб. че л.	ПДК, Мг/м3
6	16	70	4	120	тяжелая	мет. пыль	10000	10	6

Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты:

L1=Qизб/c?(tуд- tпр)

L1=18094/1,2*1,2*(27,3-22,3)=18094/1,44*5=18094/7,2=2513 (м3/ч)

Qизб =18094 кДж/ч

с=1,2 кДж/( кг•К)

tуд= 27,3°С

tпр= 22,3°С.

? = 353/(273+ tпр)=353/(273+22,3)=353/295,3=1,2 кг/м3

Qизб= ?Qпр -?Qрасх

Qизб= ?Qпр =18094 кДж/ч

?Qпр = Qэ.о +Q р = 13094+5000=18094 кДж/ч

Пусть ?= 0,31

Qэ.о= 352?N=352*0,31*120=13094 кДж/ч

Qр= n Kр=10*500=5000 кДж/ч

Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах,

L2= G/qуд- qпр = 10000/6-1,8 = 10000/4,2 = 2381 (м3/ч)

G=10000 мг/ч

qуд = 6 мг/м3

qпр = 0,3*6 = 1,8 мг/м3

Определение потребного воздухообмена, 1/ч,

К = L/Vп = 2381/4480 = 0,53 1/ч = 1,0 1/ч

L = 2381 м3/ч

Vп = 16*70*4 = 4480 м3

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 1/ч.

Задача 2

Расчет общего освещения

вариант	Помещение	Длина пом.,м	Ширина пом., м	Высота пом.,м	Наименьший размер объекта различения	Контраст объекта с фоном	Хар-ка фона	Хар-ка пом. по условиям среды
6	Участок диагностирования	20	20	5	0,5	большой	светлый	небольшая запыленность

Решение:

Fл= 100EнSZКz=100*150*400*1,1*1,4/81*57*4=9240000/18468=500,32 Лм N n



Fл-световой поток каждой из ламп, Лм

Eн =150-общее для газоразрядных, Лк

Кz = 1,4

S = 20*20 = 400 м2

Z-для газоразрядных ламп-1,1;

N-81 число светильников;

n=4 число ламп в светильнике

Коэффициент использования светового потока ламп, % (см. приложение 2), т. е. отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность к суммарному потоку всех ламп. Зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка п; стен с и индекса i формы помещения.

Индекс формы помещения:

i= S = 400/ 4,2*(20+20)=400/4,2*40=400/168=2,38

Hp(A+B)

Hp =5-0,8=4,2м высота подвеса светильника над раб. поверхностью, м;

S=400м2

А=20м

В=20м

ОД= 57



Список литературы

1. Белов Н.А. Безопасность жизнедеятельности. - М.: Знание, 2000 - 364с.

2. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др.; Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / Под общ. ред. С.В. Белова. - М.: Высш. шк., 2007 - 616с.

3. ГОСТ 12.1.005-88. ССТБ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М.: Стандартинформ,2008 - 48с.

4. Дубовцев В.А. Безопасность жизнедеятельности. / Учеб. пособие для дипломников. - Киров: изд. КирПИ, 2009.

5. Хван Т. А. , Хван П. А. Безопасность жизнедеятельности. Р-н-Д.Феникс 2004 - 416с.

Размещено на Allbest.ur

...