Защита от тепловых и оптических излучений

Нормирование теплового инфракрасного излучения. Нормирование теплового излучения в производственных условиях регламентируется в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 12.1.005−88. «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования в области рабочей зоны» и Санитарных правил и норм СанПиН 2.2.4.548−96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» .

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. Интегральная допустимая интенсивность теплового облучения не должна превышать 258 Вт/м² [(2,1 Дж/(см² · мин.)].

Для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральный показатель тепловой нагрузки среды.

Тепловая нагрузка среды (ТНС) — сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, алажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым показателем в градусах Цельсия. Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых ниже.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.), должны соответствовать значениям, приведенным ниже.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать 140 Вт/ м². При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

По Санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.4.548−96 температура наружных поверхностей технологического оборудования и ограждений на рабочем месте не должна превышать 45 °C.

Гигиеническое нормирование УФ-излучения. Критерием производственной и экологической безопасности любого негативного фактора является непревышение уровня воздействия данного фактора в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами. Гигиеническое нормирование УФ-излучений регламентируется Санитарными нормами ультрафиолетового излучения в производственных помещениях СН 4557−88.

Нормативы интенсивности излучения установлены с учетом продолжительности воздействия на работающих, обязательного ношения спецодежды, защищающей от излучения, головных уборов и использования средств защиты глаз.

С учетом оптико-физиологических свойств глаза, а также волновых областей УФ-излучений установлены допустимые плотности потока энергии, которые обеспечивают защиту поверхностей кожи и органов зрения.

Нормирование лазерного излучения. Гигиенические нормативы лазерных излучений регламентируются нормами СН 5804−91 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» .

Нормируемые параметры — предельно допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения при? = 0,2…20 мкм и кроме этого регламентируется ПДУ на роговице, сетчатке, коже.

ПДУ зависит от длины волны лазерного излучения, мкм; продолжительности импульса, с; частоты повторения импульса, Гц; длительности воздействия, с.

Для импульсного или кратковременного воздействия, когда суммарный биологический эффект определяется в основном общей энергией излучения, нормируется энергетическая экспозиция Я — плотность потока энергии излучения, Дж/м².

При кратковременном облучении глаз видимым светом нормируется энергия лазерного излучения W, Дж, приходящаяся на апертуру (площадку) диаметром 7 мм (зрачок глаза).

При длительном облучении нормируется облученность Е, Вт/м², т. е. плотность потока мощности излучения. При длительном облучении глаз видимым светом нормируется мощность лазерного излучения Р, Вт, приходящаяся на апертуру диаметром 7 мм.

В диапазоне видимого и ближнего инфракрасного излучения (длина волны от 380 до 1400 нм) нормы ПДУ устанавливаются различными для глаз и для кожи.

В инфракрасном диапазоне (для глаз и кожи) и видимом (для кожи) при длительности воздействия менее 1…3 с нормируется энергетическая экспозиция Р, Дж/м², а при большей длительности воздействия — облученность E, Вт/м².

При хроническом воздействии лазерного излучения все значения ПДУ уменьшаются в десять раз для ультрафиолетового излучения и в пять раз для видимого и инфракрасного диапазонов волн.

Для оценки степени опасности конкретной лазерной установки необходимо плотность потока энергии (или мощности) данной установки сравнить со значением ПДУ.

Защита от инфракрасного излучения. Интенсивность облучения Jрас, Вт/м, от нагретой поверхности можно определить по формуле (при.

(20.4).

где S — площадь излучаемой поверхности, м²; L — расстояние от центра излучающей поверхности до облучаемого объекта, м; A = 85 — для кожи человека и хлопчатобумажной ткани; A = 100 — постоянный коэффициент для сукна.

При длительном пребывании человека в зоне тепловых излучений, как и при систематическом воздействии высокой температуры окружающей среды, происходит значительное нарушение теплового баланса в организме. Нарушается работа механизма терморегуляции, поддерживающего температуру тела на уровне 36,6…37,2 °С, усиливается деятельность сердечно-сосудистой и дыхательных систем, усиливается потоотделение, происходит нарушение солевого баланса организма. При потере организмом солей в крови плохо удерживается вода, что приводит к быстрому выделению из организма вновь выпитой жидкости (в особо жарких условиях потеря организмом жидкости может достигать 1,0…1,5 л/ч). Нарушение водно-солевого баланса вызывает судороги.

Тепловое излучение в производственных условиях встречается в диапазоне волн от 100 нм до 500 мкм. Интенсивность теплового излучения на рабочих местах может колебаться от 175 до 13 956 Вт/м². К горячим относят цеха, в которых тепловыделение превышает 23 Дж/м². В литейных цехах при нагреве и обработке деталей интенсивность теплового излучения составляет 1392…3480 Вт/м².

В производственных помещениях с большим тепловыделением (горячие цеха) на долю инфракрасного излучения может приходиться до 2/3 выделяемой теплоты и только 1/3 — на конвекционную теплоту.

Основными методами защиты от тепловых излучений являются: снижение ИК-излучения в источнике; механизация трудовых процессов;

экранирование источников излучений путем использования теплоизомерных материалов;

теплоизоляция нагретых поверхностей; применение воздушного душирования; рациональная вентиляции и кондиционирование; водяные завесы и водяное охлаждение нагретых поверхностей; ограничение времени пребывания; защита расстоянием;

использование средств индивидуальной защиты; организация рационального режима труда и отдыха. Коэффициент пропускания Кпр оптического излучения в какой-либо среде определяют по формуле где? — коэффициент экстинкции (ослабления); L — длина пути, пройденного излучением.

Коэффициент экстинкции (ослабления) равен сумме коэффициентов поглощения и рассеяния, измеряется в обратных единицах длины (см-1, м-1 и т. п.). При взаимодействии излучения со средой происходят, в основном, процессы поглощения (селективные и неселективные) и рассеяния (резонансные и диффузные).

Экранирование источников излучений — наиболее распространенный и эффективный способ защиты от тепловых излучений. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от воздействия потока теплоты.

Кратность ослабления теплового потока защитным экраном где q_1,2 — плотность теплового потока между параллельными плоскостями 1 и 2; q_{э, 2} ~ плотность теплового потока между экраном и плоскостью 2.

Кратность снижения температуры излучающей поверхности.

(20.5).

(20.6).

(20.7).

Коэффициент пропускания теплового потока.

(20.8).

Коэффициент эффективности экрана.

(20.9).

Теплоизоляция является эффективным мероприятием не только по уменьшению интенсивности теплового излучения, но и общих тепловыделений, а также для предотвращения ожогов.

Защита от ультрафиолетового излучения. Снижение интенсивности облучения и защита от воздействия ультрафиолетового излучения достигаются защитой расстоянием, экранированием источников излучения, экранированием рабочих мест, средствами индивидуальной защиты, специальной окраской помещений и рациональным размещением рабочих мест.

Защита расстоянием заключается в удалении обслуживающего персонала от источников УФ-излучения на расстояние, на котором уровни УФ-излучения не представляют опасности для человека, что достигается рациональным расположением рабочих мест.

Наиболее рациональным методом защиты является экранирование (укрытие) источников излучений. В качестве материалов для экрана применяют различные материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений.

Защита от лазерного излучения. Цель защиты от лазерного излучения — снижение плотности лазерного излучения на рабочих местах. Этого можно достичь организационными, техническими, планировочными и санитарно-гигиеническими мероприятиями.

Общие правила безопасной работы с лазерами состоят в следующем:

избегать попадания прямых, отраженных и диффузно отраженных лазерных потоков на тело, особенно в глаза;

применять оградительные поглощающие барьеры (экраны) по пути распространения лазерного потока и электромеханических блокировок;

применять индивидуальные меры защиты, в особенности защитные очки (щитки);

размещать облучаемую лазерным потоком мишень в локальных вытяжных боксах;

ограничить доступ к мощным лазерным системам; обеспечить помещения, где размещаются мощные лазеры, специальными световыми табло, плакатами, дверями, заблокированными с блоками питания лазеров;

обязательно обучать персонал правилам безопасной работы и т. д. Наиболее распространенным из технических мер является экранирование рабочего места и лазерного излучения. Лазерные установки должны иметь блокировку, при помощи которой лазер приводится в рабочее положение, если экран на месте. Экранирующие щиты, ширмы, шторы следует изготовлять из непрозрачных теплостойких материалов. При эксплуатации мощных лазеров на всем пути от лазера до мишени луч должен быть огорожен экранами и другими непрозрачными предметами, а на конечном участке лазерного луча рекомендуется устанавливать мишень.