Защита от низких температур


Введение

Значительная часть технологических процессов осуществляется на открытом воздухе в холодное время года и обслуживание их связано с воздействием на человека низких температур, вызывающих нарушение теплообмена в организме и соответственно его переохлаждение. При длительном переохлаждении наблюдаются как местные повреждения преимущественно открытых и малозащищенных участков тела, так и общие патологические изменения со стороны некоторых органов и систем.

Различают следующие изменения, возникающие под воздействием низких температур.

Облитерирующий эндартериит (ангиоспастические расстройства). Возникают при длительном охлаждении конечностей; сопровождается побелением кожи пальцев, понижением кожной чувствительности, затруднительном движением конечностей и ослаблением пульса на периферических сосудах.

Отморожение. Характеризуется локальными повреждениями тканей организма под воздействием холода. Незначительное отморожение вызывает чувство жжения, зуда, покалывания (Iстепень), затем пораженные участки тела белеют (II степень), а при дальнейшем охлаждении - сильно краснеют (III степень). При этой степени отморожения развивается гангрена.

Общее охлаждение тела (гипотермия, замерзание). Ведет к нарушению углеводородного и белкового обмена, замедлению окислительных процессов, возможны летальные исходы.

Необходимым условием безопасной и безвредной производительной работы обслуживающего персонала в этих условиях является создание надежной защиты человека от неблагоприятного воздействия низких температур, предусматривающей спецодежду и включение в режим работы технологических перерывов на обогрев.

Спецодежда, регулируя теплопотери, обеспечивает защиту в течение нормативного (расчетного) по технологии времени непрерывной работы в зоне низких температур, по истечению которого требуется восстановление ее защитных свойств. Восстановление достигается за счет включения в режим работы технологических перерывов на обогрев для компенсации теплопотерь и проведения теплового баланса человека к норме

Задача 1

Спецодежда эндартериит охлаждение

Рассчитать тепловое сопротивление спецодежды, предназначенной для защиты от низких температур при работе на открытом воздухе. Исходные данные по вариантам приведены в таблице 1.

Исходные данные: работа выполняется в г. Свердловске; категория работ по тяжести III; время непрерывной работы под воздействием пониженной температуры 2 ч; допускаемое теплоощущение "холодно"; средний рост рабочих 170 см, масса 85 кг.

Выбираем данные для расчета:

    - средняя температура наружного воздуха (наиболее холодного месяца) tВ= - 24 єС (параметр А, СНиП 2.04.05-91 прил.8), и скорость ветра х=1,7, м/с; - минимальный расход энергии при выполнении тяжелых физических работ (III), М??????=251ккал/ч (приложение 1 ГОСТ 12.1.005-88).

Расчет

1. Определим среднюю величину энергозатрат рабочего по формуле:

М=1,16-М??????=1,16-251=291 Вт.

    2. Определим поверхность (площадь) тела рабочего по формуле:
      ??=0,0167-vР-??=0,0167-v170-85=2 м2.
    3. Определим средневзвешенную температуру кожи рабочего для состояния некоторого охлаждения, субъективно оцениваемого как "холодно" по формуле:
      ??Свк=34,7?(0,044-М)/??=34,7?(0,044-291)/2=28,3 ?
    4. Определим средневзвешенную величину теплового потока с поверхности тела рабочего:
      ??Свт= 121,71 Вт/м2,

Где Д - дефицит тепла в организме, Дж (принимается для теплоощущения "холодно" из таблицы П3), равное 450-103 Дж;

    ??дых - теплопотери на нагрев вдыхаемого воздуха, Вт (принимается из таблицы П4 при энергозатратах 291Вт и температуре наружного воздуха -25єС); ??Р - время непрерывной работы в условиях пониженной температуры, сек (исходные данные). 5. Определяем суммарное тепловое сопротивление спецодежды:
      ??Сум=(??Свк???В)/??Свт= (28,3+24)/121,71= 0,43м2-?/Вт.
    6. Определим суммарное тепловое сопротивление одежды с учетом потерь от скорости ветра и воздухопроницаемости одежды по (7):
      ??гСум = ??Сум = 0,49 м2-?/Вт.

Задача 2

Выбрать требуемый тип спецодежды для защиты от пониженной температуры (в соответствии с ГОСТ 12.4.084-80 ССБТ)и рассчитать толщину пакета материалов спецодежды. Исходные данные принять по варианту таблицы 1.

Расчет

    1. Из таблицы П5 для требуемого суммарного теплового сопротивления спецодежды ??Сум=0,43м2-?/Вт принимаем толщину пакета материалов ??ср=8 мм. 2. Выбираем перечень поддеваемой одежды.

Из таблицы П7.1 в зависимости от климатической зоны (таблица П7.2) выбираем для II зоны: хлопчатобумажное белье (тонкое), хлопчатобумажное белье с начесом, свитер, тренировочные брюки, валенки.

3. Определяем требуемую толщину пакета материалов одежды по участкам тела (таблица П6):

Туловища: 8-1,26= 10,08 мм;

Плеча и предплечья: 8-1,13= 9,04 мм;

Бедра: 8-1,13= 9,04 мм;

Голени: 8-0,9= 7,2 мм.

4. Определяем требуемую толщину пакета материалов спецодежды

Примечание. Хлопчатобумажное белье (тонкое) - 0,86 мм; хлопчатобумажное белье с начесом - 0,25 мм; хлопчатобумажная сорочка - 0,25 мм; полушерстяной свитер - 2,5 мм; тренировочные брюки - 1,9 мм; валенки - 4 мм.

Принять толщину верхнего материала спецодежды 1,5 мм, подкладки 0,5 мм.

Из полученной толщины пакета материалов одежды необходимо вычесть толщину пододеваемой одежды. Тогда толщина пакета материалов спецодежды по участкам тела составит:

Туловища: 10,08?(0,86+0,25+2,5) = 6,47 мм;

Плеча и предплечья: 9,04?(0,86+0,25+2,5) = 5,43 мм;

Бедра: 9,04?(0,86+0,25+1,9) = 6,03 мм;

Голени: 7,2?(+4,0) = 3,2 мм;

Определим толщину утеплителя спецодежды в области:

Туловища: 6,47?(1,5+0,5) = 4,47 мм;

Плеча и предплечья: 5,43?(1,5+0,5) = 3,43 мм;

Бедра: 6,03?(1,5+0,5) = 4,03 мм;

Голени: 3,2?(1,5+0,5) = 1,2 мм;

Таблица П1 - Энергозатраты человека при различной физической деятельности

Вид физической деятельности

Энергозатраты на единицу поверхности тела человека, Вт/м

Термический коэффициент полезного действия, з

Подвижность воздуха, вызываемая движением человека, м/с

Ходьба по ровной местности со скоростью, км/ч:

2,2

116

0

0,9

4,0

140

0

1,1

4,8

151

0

1,3

5,6

187

0

1,6

6,4

221

0

1,8

8,0

338

0

1,8

Ходьба по наклонной местности:

Угол є / скорость, км/ч

5 1,6

140

0,07

0,6

5 3,2

174

0,10

0,9

5 4,8

233

0,11

1,3

5 6,4

355

0,10

1,8

15 1,6

169

0,15

0,4

15 3,2

268

0,19

0,9

15 4,8

407

0,19

1,3

25 1,6

210

0,20

0,4

25 3,2

390

0,21

0,9

Работа плотника:

Распиливание на машине

105

0

0 - 0,1

Распиливание вручную

233 - 280

0,1 - 0,2

01 - 0,2

Строгание вручную

320 - 372

0,1 - 0,2

0,1 - 0,2

Литейные работы:

Починка (пневматического молотка)

186

0 - 0,1

0,1 - 0,2

Перенос груза (массой 60 кг)

314

0 - 0,2

0,1 - 0,2

Топка печи:

Удаление шлака

442

0 - 0,1

0,1 - 0,2

Работа в гараже (например, замена колеса)

128 - 174

0 - 0,1

0,2

Слесарные работы

128

0 - 01

0,1 - 02

Работа в металлообрабатывающей промышленности

128

0 - 0,2

0,1 - 0,4

Работа водителя транспорта:

Легкового

58

0

0

Тяжелого

116 - 186

0 - 0,1

0 - 0,05

Некоторые виды тяжелой работы:

Перевоз груза на тачке

145

0,2

1,4

Поднятие мешков (массой 50 кг)

233

0,2

0,5

Землеройные работы

233 - 279

0,1 - 0,2

0,5

Рытье траншеи

349

0,2

0,5

Конторская работа

Печатание на электрической машинке

52 - 58

0

0,05

Печатание на механической машинке

64 - 70

0

0 - 0,1

Таблица П2 - Основной обмен, Вт/м2

Возраст, годы

Мужчина

Женщина

Возраст, годы

Мужчина

Женщина

3

69,9

63,4

25

43,1

39,5

5

65,5

61,6

30

42,3

39,7

8

58,3

56,3

35

41,4

39,0

10

54,2

51,5

40

41,3

37,9

12

50,9

47,2

50

39,3

37,1

15

48,6

42,8

60

38,5

36,4

20

44,7

39,9

70

37,7

35,7

Таблица П3 - Дефицит и накопление тепла в теле человека и его теплоощущений

Теплоощущения

Очень жарко

Жарко

Тепло

Комфортно

Прохладно

Холодно

Очень холодно

Количество тепла, кДж

Накопление тепла

Дефицит тепла

?344

До 344

До 208

До 121

До 208

До 450

До 740

Таблица П4 - Потери тепла на нагрев вдыхаемого воздуха, Вт

Энергозатраы, Вт

Т

Температура наружного воздуха, єС

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

-55

-60

116

6,10

7,01

8,14

9,1

10,2

11,22

12,2

13,3

14,5

15,2

16,3

17,3

18,4

175

8,14

9,48

10,87

12,2

13,6

14,9

16,3

18,0

19,0

20,6

21,7

23,0

24,4

234

10,84

12,67

14,44

16,3

18,0

19,9

21,6

23,5

25,2

27,1

28,8

30,7

32,6

290

12,21

14,30

16,28

18,4

20,3

22,4

24,4

26,5

28,5

30,6

32,6

34,7

36,6

348

14,65

17,09

19,65

22,1

24,2

26,97

29,3

31,9

34,4

36,5

39,2

41,6

44,2

410

17,01

19,88

22,8

25,6

28,6

31,4

34,2

37,0

39,8

42,7

45,3

48,3

51,2

462

18,37

21,51

24,5

27,7

30,8

33,7

36,9

40,0

43,0

45,8

49,1

52,3

55,2

Таблица П5 - Средняя толщина пакета материаловтспецодежды

Толщина пакета материалов дср, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

Суммарное тепловое сопротивление одежды, м2-єС/Вт

0,17

0,22

0,25

0,29

0,33

0,36

0,4

0,44

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

0,47

0,50

0,53

0,56

0,58

0,61

0,64

0,66

0,68

0,70

0,72

0,74

0,76

0,78

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

0,78

0,79

0,81

0,81

0,82

0,83

0,84

0,84

0,84

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

Таблица П6 - Коэффициент эффективности утепления различных частей тела человека при различной толщине пакета материалов спецодежды

Часть тела

При толщине пакета материалов одежды, мм

6 - 12

13 - 24

25 - 36

Туловище

1,26

1,3

1,45

Плечо и предплечье

1,13

1,24

1,23

Бедро

1,13

1,08

1,07

Голень

0,9

0,81

0,6

Таблица П7.1 - Рекомендуемый перечень пододеваемой одежды

Климатическая зона

Наименование пододеваемой одежды

I - II

Хлопчатобумажное белье (тонкое), хлопчатобумажное белье с начесом, свитер, тренировочные брюки, валенки

III

Хлопчатобумажное белье (тонкое), свитер, тренировочные брюки, валенки

IV

Хлопчатобумажное белье (тонкое), хлопчатобумажная сорочка, тренировочные брюки, ботинки

Примечание. Хлопчатобумажное белье (тонкое) - 0,86 мм; хлопчатобумажное белье с начесом - 0,25 мм; хлопчатобумажная сорочка - 0,25 мм; полушерстяной свитер - 2,5 мм; тренировочные брюки - 1,9 мм; валенки - 4 мм.

Таблица П7.2 - города климатических зон

I

II

III

IV

V

А

Б

А

Б

А

Б

А

Б

Воркута

Якутск

Перьм

Мурманск

Астрахань

Харьков

Сочи

Новорос

Сийск

Махачкала

Норильск

Магадан

Уфа

С-Петербург

Уральск

Ялта

Сухуми

Краснодар

Баку

Анадырь

Мурманск

Челя

Бинск

Новгород

Караганда

Рига

Туапсе

Кушка

Тында

Тюмень

Псков

Актюбинск

Талин

Ставро

Поль

Бухара

Омск

Вологда

Одесса

Нальчик

Душанбе

Барнаул

Киев

Кишинев

Ташкент

Новоси

Бирск

Ярославль

Севастополь

Томск

Тула

Симферополь

Красно

Ярск

Москва

Керчь

Иркутск

Рязань

Благовещенск

Волгоград

Курган

Саратов

Владивосток

Воронеж

Таблица П8 - средневзвешенная температура кожи, єС, и теплоощущения человека в состоянии относительного физического покоя

Очень жарко

Жарко

Тепло

Комфортно

Прохладно

Холодно

Очень холодно

36,0

36

35,0

33,0

31,0

29,0

28,0

Таблица П.9 - количество тепла и влаги, выделяемое взрослыми людьми (мужчинами) в состоянии покоя

Показатели

Количество тепла и влаги, выделяемое людьми при температуре воздуха в помещении, єС

10

15

20

25

30

35

Тепло, М, Вт

162,8

145,4

116,3

93

93

93

Влага, Р, г/мин

0,5

0,66

0,66

0,833

1,25

1,92

Таблица П10 - напряжение водяных паров в воздухе при различной влажности, кПа

Температура воздуха и кожи, єС

Относительная влажность, %

30

40

50

60

70

80

90

100

22

0,666

0,906

1,133

1,359

1,586

1,813

1,946

2,266

22

0,773

1,039

1,306

1,559

1,813

2,093

2,306

2,613

24

0,893

1,173

1,479

1,786

2,079

2,373

2,666

2,959

26

0,999

1,333

1,626

1,999

2,333

2,666

2,933

3,333

28

1,119

1,193

1,866

2,239

2,613

2,986

3,359

3,746

30

1,253

1,679

2,106

2,506

2,933

3,373

3,786

4,199

32

1,413

1,893

2,346

2,839

3,293

3,786

4,212

4,706

34

1,639

2,106

2,639

3,279

3,813

4,212

4,746

5,266

36

1,773

2,359

2,946

3,546

4,132

4,719

5,332

5,892

38

1,973

2,626

3,279

3,946

4,586

5,252

5,892

6,572

40

2,186

2973

3,653

4,386

5,092

5,946

6,586

7,292

Примечание. Для женщин принимать значения на уровне 85 % от табл. П9.

Таблица 1 - Исходные данны

Исходные данные

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Категория работ по тяжести

I

IIa

IIб

III

I

IIa

IIб

III

I

IIa

IIб

Время непрерывной работы на открытом воздухе, ч

0,5

1,0

1,5

2,0

2,0

1,5

1,0

0,5

0,5

1,5

1,5

Средний рост работающих, см

165

170

175

Средняя масса работающих, кг

72

75

80

85

85

80

75

70

70

75

80

Допустимое теплоощущение

"Холодно"

"Прохладно"

Место работы

Томск

Липецк

Новосибирск

Свердловск

Москва

Барнаул

Воронеж

Воркута

Иркутск

Тюмень

Курган

Похожие статьи




Защита от низких температур

Предыдущая | Следующая