CC BY
23
УДК 613.646:697.353
ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ИНФРАКРАСНЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ
Проф. А. Е. Малышева, канд. мед. наук Г. Н. Репин Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
В практике современного строительства получают распространение промышленные сооружения из стекла и металла, сборного железобетона и стекла. Внутренняя поверхность стен со сплошным остеклением в холодный период года имеет низкую температуру, что может привести к тепловому дискомфорту вследствие увеличения теплоотдачи организма излучением.
Широкое внедрение в производство автоматики и механизации приводит к тому, что на работающих приходятся большие производственные площади. В таких случаях нет нужды отапливать все помещение, а достаточно обогревать лишь отдельные рабочие места или участки. Потребность в локальном обогреве рабочих мест и отдельных узлов оборудования часто возникает, когда технологический процесс того или иного производства проходит на открытых заводских площадках.
Большие трудности в обеспечении теплового комфорта работающих наблюдаются в так называемых горячих цехах, где в связи со значительными тепловыделениями и кратностями воздухообмена в холодное время года на ряде участков регистрируются минусовые температуры воздуха и значительные температурные перепады.
Во многих случаях отопление производственных помещений и отдельных рабочих участков конвективными системами экономически невыгодно, а на открытых площадках практически невозможно. Для обеспечения теплового комфорта в указанных условиях большое значение имеет использование систем лучистого отопления с применением высокотемпературных источников.
В последние годы такие системы лучистого отопления, работающие на природном и искусственном газе, начали применяться в нашей стране и более широко за рубежом. В связи с этим появилось значительное количество работ зарубежных и отечественных авторов, посвященных в основном технике инфракрасного лучистого отопления.
Газ беспламенно сжигается в горелках инфракрасного излучения, размещаемых обычно в верхней зоне отапливаемого помещения. С раскаленной до температуры 850—1000° поверхности горелок потолок лучистой энергии с длиной волны преимущественно от 1 до 4 мк направляется в рабочую зону помещения. По данным многих авторов, строительные материалы пола и ограждений (дерево, бетон, кирпич), а также оборудование хорошо поглощают инфракрасные лучи с указанной длиной волны (Resek; Royd, 1962, и др.). Поглощение инфракрасных лучей многослойной рабочей одеждой достигает 80% и более, а лучепрозрач-ность комплекта тканей одежды не превышает обычно 1% (Ю. В. Вад-ковская; В. И. Брумштейн, Н. А. Ремизов; В. К. Кузьмина, и др.). Энергия инфракрасного излучения при поглощении поверхностью пола и оборудованием, а также одеждой работающих превращается в тепло.
Следовательно, в отличие от других систем при отоплении помещений газовыми инфракрасными излучателями тепло концентрируется в зоне непосредственного пребывания человека. Нагреваемые за счет облучения пол и оборудование благодаря конвекции и вторичному излучению подогревают воздух в рабочей зоне (Francis).
Поддержание в этой зоне более высокой радиационной температуры и непосредственное облучение работающих существенно уменьшают
радиационную теплоотдачу организма. Это позволяет обеспечить их нормальное тепловое состояние при несколько более низкой температуре воздуха, чем в помещениях с конвективным отоплением (Horn; Cihelka; Prince; В. Н. Цветков, и др.). Кроме того, направленная концентрация тепла в зоне пребывания человека дает возможность осуществлять локальный обогрев работающих в недостаточно утепленных, полуоткрытых помещениях и даже на открытых площадках.
С гигиенической точки зрения при лучистом отоплении важное значение имеет обеспечение физиологически обоснованного и равномерного облучения горизонтальных и вертикальных участков тела работающих. Это может быть достигнуто, если инфракрасные излучатели размещаются на значительной высоте и наклонно к полу, когда рассеянность лучистого потока относительно высока (Зикфрид Дене, и др.). Достигнуть абсолютной равномерности инфракрасного облучения в рабочей зоне трудно. Так, по мнению А. К. Родина, допустимые колебания плотности облучения пола должны составлять ±10% среднего значения.
Проявляется большой интерес к физиологическому обоснованию предельно допустимых уровней облученности человека, особенно его головы и лица. Н. К. Витте и Г. X. Шахбазян считают, что если температура воздуха в отапливаемых производственных помещениях ниже 10°, то можно повышать интенсивность облучения работающих с 0,17 до 0,7 кал/см2 • мин. Интересные данные приводят Л. Б. Чернин и 3. С. Шар-гуревич, ссылаясь на зарубежные источники. По их словам, в производственных помещениях, имеющих газовое инфракрасное отопление, со значительным числом людей в целях уменьшения теплового напряжения на голову следует стремиться к тому, чтобы облучение ее не превышало 0,025—0,041 кал/см2 • мин при температуре воздуха и ограждений 15° и 0,041—0,068 кал/см2-мин при температуре помещения 12°. А. А. Худенко на основе обобщения материалов отечественных и зарубежных авторов приводит нормативные данные о допустимой интенсивности инфракрасного облучения на уровне головы человека. Эти данные приведены в табл. 1.
При выполнении физической работы рекомендуются меньшие уровни инфракрасного облучения, чем при нахождении в тех же условиях в состоянии покоя. К. Н. Правоверов и Ж. В. Мирзоян заключают, что если в помещении 11 —12,5° тепла, а удельная мощность облучения пола составляет 0,08—0,1 кал/см2 • мин, то у испытуемых в обычной домашней одежде сохраняется нормальное тепловое состояние организма. Однако нормирование интенсивности инфракрасного облучения на уровне пола, а не на поверхности человека нельзя признать гигиенически обоснованным. Ж. В. Мирзоян, основываясь на результатах определения у исследуемых лиц температуры кожи на облучаемых и затененных участках тела, излагает примерные параметры инфракрасного облучения для различных температурных условий внешней среды и активности человека. По ее данным, наиболее высокая интенсивность инфракрасного облучения (0,167—0,283 кал/см2-мин) допускается при пониженной температуре окружающего воздуха (0—2°) и нахождении человека в состоянии покоя. Самая низкая интенсивность инфракрасного облучения, равная 0,0167—0,03 кал/см2-мин, рекомендуется при нагретости окружающего воздуха до 18—20° и выполнении работы средней тяжести. Однако автором не указано, к какому участку тела относятся рекомендуемые величины инфракрасного облучения и не дано их достаточного физиологического обоснования.
Среди иностранных авторов наиболее обоснованные данные о допустимых величинах инфракрасного облучения головы человека приводят Kollmar и Liese (1955, 1960). Согласно результатам их исследований, при температуре воздуха и ограждений в помещении, равной 20°, облучение головы человека не должно превышать 0,017 кал/см2 • мин.
Таблица 1
Допустимая интенсивность инфракрасного облучения на уровне головы человека (по
А. А. Худенко)
Объекты облучения Во что одеты люди Температура воздуха (в градусах) Допустимое облучение головы (в кал/см* мин)
в покое при легкой работе
отопление охватывает всю площадь помещения отопление охватывает только часть помещения отопление охватывает всю площадь помещения отопление охватывает только часть помещения
Закрытые помещения В теплую одежду 0 5 0,285 0,216 0,360 0,285 0,143 0,115 0,216 0,143
Закрытые помещения Без теплой одежды 0 5 10 15 18 0,360 0,259 0,115 0,043 0,025 0,401 0,315 0,143 0,065 0,032 — —
Открытые и полуоткрытые помещения, террасы, улица В теплую одежду 0+5 0—5 —5—10 0,430 0,575—0,717 0,861 — 1,0 — —
Эта величина предлагается в качестве допустимой нормы в ряде официальных указаний по проектированию инфракрасного отопления, в частности в указаниях по проектированию рабочих и вспомогательных помещений в области Северной Рейн-Вестфален, ФРГ (Koch). При
Таблица 2
Предельные величины инфракрасного облучения (в кал!см2 ■ мин) головы работающих (по Koch)
Комфортная Результирующая температура (в градусах)
температура (в градусах) 18 15 12 10 б
20 18 15 0,032 0,032 0,032 0,077 0,046 0,046 0,117 0,091 0,045 0,150 0,118 0,073 0,221 0,192 0,143
Таблица 3 Допустимые величины инфракрасного облучения при частичном обогреве больших помещений (по Boyd)
менее высокой температуре воздуха и ограждений в помещении рекомендуются несколько более высокие предельные величины инфракрасного облучения (табл. 2).
Следует пояснить, что интенсивности облучения
JS S- £ а
та л <=- - S 5 СО ^ О. X
>• Я Ü я та Ь is* = I Ü о С (? 3 2 ® £? ftx4 SSt 5 s ü
<и С. то с г = £ о Soi <и С то с ia £ " ^ Hai * s"8»
—23,3 1,23 —1,1 0,62
—20,5 1,16 1.7 0,54
—17,8 1,08 4,4 0,46
—15,0 1,00 7,2 0,39
—12,2 0,93 10,0 0,31
-9,4 0,85 12,8 0,23
-6,7 0,83 15,5 0,18
—3,9 0,69 Выше 0,18
15,5
vjjica^gj nunLnniD, ни пп icnLiiDnuti и иилученим распределены В табл. 2 в зависимости от комфортной температуры воздуха для головы человека и ощутимой или результирующей температуры по Миссенару. Пп Zimmerman, для сидящих людей в больших помеще-
воздуха и ограждений равна 19°, допустимое
По данным ниях, где температура
инфракрасное облучение головы (лба или темени) не должно превышать 0,017 кал/см2 • мин. При температуре воздуха и стен 15° в качестве верхнего предела облучения головы человека целесообразна интенсивность 0,041 кал/см2-мин, а при температуре помещения 12°—интенсивность 0,05 кал/см2 • мин.
Brewer и Ballantine, проводившие в Англии исследования и опрос рабочих, советуют нормировать допустимые уровни инфракрасного облучения человека в зависимости от температуры воздуха в помещениях (см. рисунок). По их данным, интенсивность инфракрасного облучения поверхности тела в пределах 0,154— 0,166 кал/см2 • мин хорошо переносится при температуре воздуха в помещении 10°, а величины облучения 0,05—0,08 кал/см2 • мин допустимы при температуре воздуха в помещении 15°.
Рекомендации, касающиеся предельно допустимых уровней облучения человека при газовом инфракрасном отоплении производственных зданий, дают и другие авторы. Так, Pommeras считает, что для спокойно сидящих людей в помещении с температурой воздуха 10° интенсивность инфракрасного облучения головы не должна быть выше 0,143 кал/см2 • мин. При выполнении легкой физической работы тот же автор считает допустимыми более низкие температуры воздуха в сочетании с меньшей интенсивностью инфракрасного облучения.
Данные Resek свидетельствуют, что при частичном обогреве больших помещений количество тепла, приходящееся на единицу обогреваемой поверхности, должно быть значительно больше, чем это необходимо при полном обогреве здания. Более подробные рекомендации, относящиеся к допустимым величинам инфракрасного облучения при частичном обогреве больших помещений в условиях различной температуры воздуха, излагает Boyd (1964). Они приводятся в табл. 3.
Предлагаемые автором величины инфракрасного облучения поверхности тела человека существенно превышают предельно допустимые уровни, установленные Kollmar и Liese, Brewer и Ballantine и другими для производственных помещений при условии отопления всего объема их.
Некоторые указания о допустимом облучении человека при инфракрасном отоплении производственных помещений содержатся в работах Kostewicz, Kolbe и Sperling и др., сообщаемые ими данные противоречивы, неполны и в большинстве случаев не имеют физиологического обоснования.
Таким образом, анализ работ отечественных и зарубежных авторов показывает, что вопрос об оптимальных и допустимых нормативах инфракрасного облучения человека при лучистом отоплении производственных зданий газовыми инфракрасными излучателями еще не разрешен и требует специального экспериментального обоснования.
rj.s
а
Й-
5! à Í:
t?ß
/0.0
i
»! ZZ
I
ta hl
1 1 1 1 1
- 1 /Д \>у/ Y /
-
1 1 1 1
-
0.045 0.09 0135 0.180 0,Z?0 0,?7 ингпенсиВнасть радиации (В нал/см^мин)
Зависимость интенсивности облучения работающих от температуры воздуха в помещениях, оборудованных газовыми инфракрасными излучате-телями (по данным Brewer и Ballantine).
Заштрихованная часть — соотношение температуры воздуха и интенсивности инфракрасного облучения, при которых наблюдаются комфортные условия.
При отоплении промышленных зданий газовыми инфракрасными излучателями многие авторы отмечают более благоприятное распределение температуры воздуха по высоте и в плане помещения. Так, Л. Б. Чернин и 3. С. Шаргуревич, обобщив зарубежные данные, пришли к заключению, что при газовом инфракрасном отоплении высоких помещений (10 м и выше) колебания температуры воздуха по вертикали не превышают 2,5°. При этом в течение всей рабочей смены температура пола, как правило, на 1,5—4° выше температуры воздуха в рабочей зоне, что имеет благоприятное гигиеническое значение. При воздушном отоплении подобных помещений перепад температуры воздуха по вертикали достигает 9° и более, а температура пола и стен существенно ниже температуры воздуха в рабочей зоне.
А. К. Родин, обследуя инструментальный цех и гидропескоочистное отделение литейного цеха, оборудованные газовым инфракрасным отоплением, также наблюдал достаточную равномерность температуры воздуха по высоте (колебания от 0,8 до 2,4°) и в плане помещения (колебания от 0,2 до 1,2°). При расположении горелок инфракрасного излучения в верхней зоне помещения конвекционные потоки в рабочей зоне были ослаблены и подвижность воздуха не превышала 0,5 м/сек.
Указанные особенности газового инфракрасного отопления, по мнению ряда авторов, позволяют достигнуть определенного экономического эффекта. В частности, наиболее экономически выгодным признается газовое инфракрасное отопление больших по объему и высоких производственных помещений с недостаточно утепленными наружными ограждениями и значительными кратностями воздухообмена (Payne; Б. М. Кривоногое и Н. Л. Стаскевич, и др.). Определенная экономия при применении инфракрасного отопления возможна также благодаря выключению инфракрасных излучателей в нерабочее время, локальному обогреву отдельных рабочих участков.
Газовое инфракрасное отопление имеет и другие существенные экономические преимущества перед другими отопительными системами. В частности, при нем сокращается металлоемкость приборов и разводящих магистралей, отсутствуют котельные, стоимость оборудования относительно невелика, монтаж его осуществляется довольно быстро, система независима от строительных конструкций, кроме того, следует отметить простоту обслуживания системы, возможность быстрого ввода ее в действие и относительно низкие эксплуатационные расходы (Payne; Horn; Р. Борхерт и В. Юбиц, и др.). К преимуществам систем газового инфракрасного отопления можно отнести также их малую инерционность и возможность получения теплового эффекта через короткое время после включения.
Вместе с тем газовое инфракрасное отопление имеет ряд специфических особенностей, существенно ограничивающих область его применения. Используемые в отечественной практике приборы газового инфракрасного излучения, как правило, лишены устройств для отвода продуктов сгорания газа, которые выделяются непосредственно в отапливаемое помещение. При беспламенном сжигании газа в горелках инфракрасного излучения образуется много углекислоты (1,9 кг на 1 м3 газа) и водяных паров (1,6 кг на 1 м3 газа). Помимо того, выделяется небольшое количество продуктов неполного сгорания газа (окиси углерода, углеводородов, окислов азота и др.). В соответствии с требованиями СНиП 1-Г-8-62 допускается до 0,05% окиси углерода в неразбавленных продуктах сгорания газа, что соответствует 625 мг/м3.
Общий расход газа в системах отопления промышленных помещений может исчисляться десятками и даже сотнями кубометров в час. Соответственно количество продуктов полного и неполного сгорания газа, подлежащих удалению из отапливаемого помещения, будет весьма велико, что потребует организации, рассчитанной на полное удаление
продуктов сгорания газа приточно-вытяжной вентиляции. При недостаточной или неудовлетворительно организованной вентиляции и нерациональном размещении газовых инфракрасных излучателей возникает реальная опасность ухудшения условий труда в отапливаемом помещении из-за возможного загрязнения воздушной среды и конденсации влаги на холодных наружных ограждениях.
В связи с этим многие иностранные авторы рекомендуют применять газовые инфракрасные излучатели только в тех помещениях, где может быть обеспечено надежное удаление продуктов сгорания газа, т. е. в больших по объему и высоких цехах, в помещениях с большой кратностью воздухообмена, а также в частично открытых помещениях и на открытых площадках (Brewer и Ballantine; Р. Борхерт и В. Юбиц; Зикфрид Дене, и др.). Некоторые зарубежные авторы указывают, что газовое инфракрасное отопление может применяться только в таких помещениях, объем воздуха которых значительно (в 100 и более раз) превышает количество газа, необходимое для работы всей системы отопления в течение часа (Industrie Rundschau; Stadt und Gebaudtech-nik и др.).
Очень важно предупредить поступление продуктов сгорания газа в рабочую зону. С этой целью рекомендуется газовые инфракрасные излучатели размещать значительно выше зоны дыхания человека, т. е. на высоте 5—8 м и более. Соответственно этому вытяжку воздуха предлагается осуществлять через кровлю здания, поскольку нагретые до высокой температуры продукты сгорания газа легче воздуха и поднимаются от излучателей в верхнюю зону помещения (Heating, Piping and Air Conditioning; Hine, и др.).
Система механической приточно-вытяжной вентиляции помещения должна быть сблокирована с системой отопления таким образом, чтобы работа газовых горелок инфракрасного излучения была невозможна без включения системы вентиляции.
По мнению советских гигиенистов (Л. К. Хоцянов и др.), для более широкого применения систем лучистого отопления промышленных помещений необходимо совершенствовать и внедрять газовые инфракрасные излучатели с непосредственным отводом продуктов сгорания газа. Опытные образцы таких излучателей разработаны в Институте санитарной техники и других организациях. Несомненно, что в ближайшие годы системы лучистого отопления производственных помещений и других зданий найдут широкое применение, поэтому нормирование инфракрасного облучения и других параметров микроклимата является актуальной задачей, требующей проведения специальных гигиенических исследований.
ЛИТЕРАТУРА
Борхерт Р., Юбиц В. Техника инфакрасного нагрева. М.—Л., 1963. — Брум штейн В. И., Ремизов Н. А. Гиг. труда, 1937, №4, с. 35. — Вадков-ская Ю. В. В кн.: Сборник научных работ Ин-та общей и коммунальной гигиены. М., 1936, № 3 (20), с. 20.— Витте Н. К., Шахб аз ян Г. X. Гиг. и сан., 1940, № 4, с. 10.— Зикфрид Дене. Инфракрасное излучение. М., 1965. — Кривоног о в Б. М., Стаскевич Н. Л. Газовая пром-сть, 1967, №3, с. 47.— Кузьмина В. К. Гиг. труда, 1960, № 11, с. 29, —Кузьмина В. К., Правоверов К. Н., Штейн-берг Я. Г. Научные труды Акад. коммунального хозяйства, 1963, в. 23, 12, с. 71.— Мирзоян Ж. В. Исследование особенностей газового инфракрасного отопления. Автореф. дисс. канд. М., 1966. — П р а в о в е р о в К- Н., Мирзоян Ж. В. Газовая пром-сть, 1966, № 6, с. 33.— Родин А. К. Применение газовых инфракрасных горелок для обогрева производственных помещений и открытых площадок. Автореф. диес. канд. Волгоград, 1968. — Худенко А. А. В кн.: Проектирование отопительно-вентиля-ционных систем промышленных предприятий. М., 1960, в. 4, с. 33. — Цветков В. Н. Труды Совещания по комплексной электрификации быта. Красноярск, 1963, в i с 34 —Ч ер нин Л. Б., Шаргуревич 3. С. Водоснабжение и сан. техника, 1959, № 6, с. 33. — С i h е 1 k a J., Sálavé vytápéní. Praha, 1961. — В о у d R. I., ASHRAE J., 1962, v 4, № 9, p. 57.— Idem, Plant Eug., 1964, v. 18, № 10, p. 110.— Brewer F.,
В а 11 a n t i n е Н„ Heat Pip. Air, Condit., 1962, v. 34, p. 104. — D о 1 e g a U., Ge-
sundseits — Ingenieur, 1959, Bd 80, № 5, S. 128; 1961, Bd 82, № 4, S. 112. — Francis R. J., Factory Manager, 1961, v. 30, № 326, p. 7. — H i n e L. P., Plant Eng., 1964, v. 18, № 12, p. 128, —Horn E„ Dtsch. Archit., 1959, Bd 8, № 3—4, S. 166. —Koch H„ Zbl. Arbeitsmed., 1964, Bd 14, S. 257. — К о 1 b e E„ Sperling H„ Elektrowärme, 1959, Bd 17, S. 417.— Kollmar A. U., Liese W., Gesundheits — Ingenieur, 1955, v. 76, p. 1; 1960, v. 81, p. 65.— Koste wicz E., Caz, Woda i Technika San., 1957, т. 38, с. 282. -Payne J. M, Modern Power a. Eng., 1966, v. 60, № 9, p. 94. — P r i n с e F. J.. ASH RAE J., 1962, v. 4,№ 10, p. 62. — P о m m e г a s P., Techniques et Architecture, 1957, v. 17, № 2, p. 104.— Res e к M., Air Condit., Heat, and Ventilation, 1959, v. 56, №4, p. 74.— Zimmerman W„ Zbl. Industriebau, 1957, Bd 3, № 8—9, S. 293.
Поступила 22/VII 1968 r.
УДК 615.285.428.7:632.951.099
БЫТОВЫЕ СЛУЧАИ ОТРАВЛЕНИЙ ПЕСТИЦИДАМИ
В. И. Польченко
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс, Киев
Как показывают литературные данные, интоксикации пестицидами встречаются во многих странах мира. Только за послевоенный период опубликованы сообщения по 68 странам более чем о 36 тыс. случаев такого рода отравлений. При этом в литературе за 1945—1954 гг. отмечено примерно 9 тыс. интоксикаций, а за 1955—1968 гг. — уже более 27 тыс.
В настоящей статье приводятся результаты анализа собранных нами данных литературы о 8765 случаях бытовых отравлений пестицидами по 52 странам Европы, Азии, Африки и Америки за послевоенные годы. Этот материал представляется нам крайне важным для практики здравоохранения, так как до настоящего времени считалось, что отравления пестицидами имеют исключительно профессиональный характер и в быту встречаются очень редко. Между тем, по нашим сведениям, бытовые случаи интоксикации составляют более половины профессиональных, в связи с чем не считаться с этим обстоятельством нельзя.
Судя по опубликованным в печати сообщениям, этиология бытовых (непрофессиональных) случаев отравлений пестицидами связана с довольно значительным числом препаратов различных химических групп, среди которых наибольшее значение имеют мышьяксодержащие, хлор-, фосфор- и ртутноорганические препараты (табл. 1). Довольно часты поражения такими хлорорганическими препаратами, как ДДТ, ГХЦГ, гамма-изомер ГХЦГ, гексахлорбензол, алдрин и эндрин. Причиной большинства отравлений мышьяксодержащими препаратами явились соли мышьяковой и мышьяковистой кислот (арсениты и арсенаты). К фосфорорганическим препаратам, вызывающим интоксикации в быту, относятся ГЭТФ, диазинон, интратион, малатион, метаизосистокс, ме-тафос, систокс, ТЭПФ, фосдрин, хлорофос, ЭПН и др., причем чаще всего отравления связаны с паратионом (тиофосом). Что касается поражений ртутноорганическими препаратами, то они в основном вызываются этил-, метил- и фенилртутными соединениями.
Происхождение отравлений, кажущееся на первый взгляд банальным и связанным лишь с внедрением пестицидов в быт населения, на самом деле отражает более сложную проблему широкого социального значения. Эта проблема обусловливается возможностью распространения пестицидов во внешей среде и их воздействия на здоровье населения в результате не столько бытового, сколько общехозяйственного использования ядовитых веществ. Все бытовые отравления пестицидами
