第二节　环境条件与人体健康

在纺织企业里，为了改善劳动条件，保护纺织职工的身心健康，提高劳动生产率，还应使车间的空气环境满足人的舒适要求和卫生标准。

一、人体热平衡和舒适感

人体靠食物的化学能来补偿因肌体活动作功所需要消耗的能量，而多余的能量则以热能的形式排出体外，保持热平衡使体温恒定在36.5℃左右。人体热平衡可用下式表示：

S=M-W-E-R-C（1-2）

式中：S——蓄存于人体内的热能；

M——人体新陈代谢过程产生的热能，决定于人体的活动量大小；

W——人体作功所消耗的热能；

E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量；

R——穿衣人体外表与周围之间的辐射换热量；

C——穿衣人体外表与周围之间的对流换热量。

通常在人体对外界的散热量中，对流散热量占20%～30%，辐射散热量占40%～45%，蒸发散热量占20%～25%。在正常的热平衡情况下，S应为零，这时人体因保持能量平衡而感到舒适。如果因周围环境的变化使S变为正值，导致体温上升，人体因热平衡遭到破坏会感到很不舒适，甚至可能生病。影响人体散热的主要因素是环境温度、相对湿度和人体附近的风速。

环境温度是指空气温度和围护物内表面温度。人体的暑热转折点在33℃左右，这是因为体表温度是33℃左右。低于33℃时人体可向周围空气对流和辐射散热。环境温度高于33℃时，人体对环境的对流换热量和辐射换热量减少，汗液分泌会增加，人体就只能靠出汗增加蒸发散热量。如果环境温度降低则皮下血管就会收缩以减少身体表层的血流量，从而降低皮肤温度，以减少人体辐射和对流热损失。人类还可通过着衣的变化可拓宽对环境的适应范围。人体的寒冷感觉转折点在10℃左右，低于10℃时感觉寒冷，低于5℃时开始感觉四肢疼痛。

人体与外界之间还可通过皮肤蒸发和口腔呼吸散湿带走身体的热量，其中皮肤蒸发量与周围空气的相对湿度密切相关。在一定温度下，空气相对湿度的高低，表示空气中水蒸气含量接近饱和的程度。相对湿度愈高，空气中水蒸气分压力愈大，人体皮肤表面单位面积的汗液蒸发量越少，可以带走的热量就越少。所以，在高温时，增加室内空气相对湿度会增加空气对人的闷热感。但在低温时，则由于潮湿空气的导热性能和吸收辐射热的能力较强而增强了导热和辐射的散热量，会加剧空气对人的阴冷感。纺织车间的空气相对湿度一般偏高，对热舒适的影响较大。

人体附近空气的空气流速将影响人体对流散热和水分蒸发散热。流速大时提高了对流换热系数，使对流散热和水分蒸发散热增强，加剧了空气对人体的冷感。一般情况下，温度较低时人们不希望有吹风感，温度较高时希望有一定的吹风感。但过高的风速会给人带来吹风的烦扰和口腔黏膜的不适。对于纺织车间来说，由于多数车间夏季温度较高、相对湿度较大，增加风速可带来较为明显的凉爽感，在冬季则希望工作区风速较低。

综上所述，人体舒适感取决于蓄存在人体内多余热能的多少。而S值主要与人体活动情况、着衣情况、周围环境温度、空气相对湿度和风速等因素有关。在空气调节工程中，这些因素与人体冷热感的评价指标（PMV），可以用具体的函数关系定量地表示出来。PMV热感觉标尺见表1-5。

表1-5　PMV热感觉标尺

PMV值代表了绝大多数人对周围环境的冷热感觉，所以可用PMV值预测热环境下人体的热反应。但是人与人之间存在生理差别，少数人对该环境不一定满意。故用预期不满意百分率（PPD）来表示热环境不满意的百分数。图1-7表示PMV与PPD之间的关系曲线。在PMV=0处，PPD为5%，即室内环境为最佳热舒适状态时，约有5%的人并不满意。一般地，取PMV值在-0.5～+0.5之间。相当于在人群中允许有10%的人感觉不满意。

纺织车间空气环境控制应该以保工艺兼顾舒适、保湿度兼顾温度为原则。纺织工艺主要对车间湿度要求较高，车间温度控制适当会收到明显的节能效果。从节能的角度来看，夏季可适当提高车间温度以减少供冷量，冬季应保温防渗漏以减少供热量。在保证工艺生产需要的温湿度情况下，合理控制纺织车间气流组织，利用风速对人体的凉爽作用，尽量改善车间的热舒适条件。

二、纺织尘的危害及其控制标准

在加工纺织纤维过程中散发的棉尘，不仅仅会影响纺织产品的质量，更重要的是污染了空气。车间里空气的含尘量多少，与职工身体健康有很大关系。棉尘中含有短纤维、棉铃皮、灰尘、细菌等。纺织尘的粒度范围甚广，从毫米级至微米级的都有。大于100μm的棉尘容易沉降，或被人的鼻腔阻留。小于100μm的粒子往往悬浮在空气中，易沾污皮肤而引起皮肤发炎。尤其是在夏天多汗时，粉尘易阻塞毛孔，引起毛囊炎等疾病。那些用肉眼看不见的小于15μm的灰尘，特别是小5μm的灰尘危害性最大，称为吸入性粉尘。这些吸入性粉尘大量进入呼吸器官后，会刺激上呼吸道黏膜，引起鼻炎、咽炎。如果人们长期工作在含有棉尘的环境中，会因棉尘在肺内逐渐沉积，患上棉尘症。英国资料介绍，工人如果在0.5mg/m3含尘空气中工作40年，则棉尘症的发病率为10%。表1-6是美国职业安全与健康的调查结果，当空气含尘浓度高于3mg/m3后棉尘症发病率明显增高。我国曾在20世纪60年代对含尘浓度较高的前纺车间操作工人进行健康检查。结果表明，有两年以上时间工作在前纺车间的运转操作工人患棉尘症的比率为6.5%。以开清棉、梳棉车间的患者较多，并条车间较少。而细纱和织布车间未曾发现患者。这说明前纺车间里可吸入粉尘浓度远大于后纺和布机车间。

表1-6　棉尘症与含尘量的关系

棉尘症的主要症状是患者不断咳嗽和气喘。后期症状为持续感到胸闷，并有干咳、头痛等现象，一般伴有发烧。英国和美国把棉尘症按病情程度分为四级，见表1-7。

表1-7　棉尘症的等级

为保护环境和改善劳动条件，世界各国都制定过一系列的法令和标准。我国颁布的《车间空气中棉尘卫生标准》（GB 16198—1996）中规定车间的含尘浓度不得高于3mg/m3，在《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2—2002）中规定纺织车间8h工作班的时间加权平均允许浓度（PC-TWA）和其上限值（PC-STEL）见表1-8。有些国家对纺织厂含尘浓度的允许标准见表1-9。

表1-8　车间空气中棉尘允许浓度

降低纺织企业中的空气含尘量，是纺织企业的一项重要任务。我国早在1953年就已着手控制和治理纺织生产过程中的粉尘，投入了大量的人力、物力和财力，不断地提高除尘系统的滤尘性能。至20世纪70年代末，棉纺织厂的清梳车间空气含尘量已大幅下降。中国纺织工程学会曾在1983年建议，棉纺织厂老厂改造时车间空气的含尘量按3.5mg/m3考虑。1985年纺织工业部公布的《棉纺织工业企业设计技术规定》中，清钢车间允许空气含尘浓度的设计参考值为3mg/m3。随着社会的前进，科学技术的发展，我国纺织除尘技术在实践中进一步提高，20世纪90年代以后建成的纺织企业已令人耳目一新，各项指标都能达到世界先进水平。进入21世纪以后，我国生产的除尘设备过滤后的空气含尘量可低于0.5mg/m3。若以送风含尘量为车间允许含尘浓度的30%估算，则目前的国产纺织除尘设备已有能力把纺织车间的空气含尘浓度控制在2mg/m3左右。从而能进一步提高纺织品的产量和质量，能更好地保障职工的身体健康。

另外，纤维性粉尘属易燃易爆物料，在氧气充足的条件下遇火会爆炸，威胁职工的生命。所以，车间里空气的含尘浓度是绝对不能超过爆炸浓度下限值的。

三、有害气体与人体健康的关系

在纺织企业产生有害气体的主要场所是印染工厂、人造丝工厂和合成纤维工厂。另一方面，人们在生活或劳动时，呼出较多的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，氧气减少，使人易感到疲劳、头晕、心跳加速等症状。人体的二氧化碳呼出量见表1-10。

表1-10　人体的二氧化碳呼出量

有害气体对人体的危害大致可分为四类，即麻醉性、窒息性、刺激性、腐蚀性。各种有害气体均会引起人体内不同组织和器官发生物理或化学变化，造成暂时性或永久性的病变。有害气体对人体健康的影响与三个主要因素有关，即毒性大小、浓度高低、接触时间长短。从表1-11可看出这三个因素对人体健康的影响情况。

表1-11　有害气体对人体的影响

为保证纺织职工在长期进行生产劳动的过程中不会引起急性或慢性职业病，有害物质在车间浓度不得高于表1-12中的值。各种情况下室内二氧化碳的允许浓度见表1-13。

表1-12　有害物质在车间空气中浓度的最高允许值

注　1.一氧化碳的最高容许浓度在作业时间短暂时可予放宽：作业时间1h以内，一氧化碳浓度可达到50mg/m3；0.5h以内可达到100mg/m3；15～20min可达到200mg/m3，在上述条件下反复作业时，两次作业之间须间隔2h以上。

2.有（皮）标记者为除经呼吸道吸收外，尚易经皮肤吸收的有毒物质。

表1-13　空气中的二氧化碳允许浓度

四、车间空气品质与新风量要求

纺织车间内空气品质不仅影响人体的舒适和健康，而且对操作人员的工作效率有显著影响。良好的车间内空气品质能够使人感到精力充沛、神清气爽、工作愉快。调查和研究表明，造成纺织车间内空气品质低劣的主要原因是车间内空气污染，这些污染包括粉尘污染、有机挥发物污染和霉菌污染等。引入新风是改善纺织车间内空气品质的一种行之有效的方法，其本质是提供人所必需的氧气并用车间外相对洁净的空气来稀释车间内污染物浓度高的空气。

一般说来，引入的新风量越多车间内空气品质就越好。图1-8是美国标准ASHRAE 62和欧洲标准CEN CR 1752中给出的感知空气品质不满意率和新风量的关系。由此可见，随着新风量加大，感知室内空气品质不满意率下降。国家标准（GB 50019—2015）《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》以强制性条文列出：建筑物室内人员所需最小新风量，工业建筑应保证每人不少于30m3/h的新风量。国家标准（GBZ 1—2010）《工业企业设计卫生标准》规定：封闭式车间操作人员所需的适宜新风量为30～50m3/h。

但是新风量加大时，新风处理能耗也会加大。因此，应该综合考虑操作工人人均占有空间体积中新风的多少和维持室内正压来确定新风量，这时可以把每小时车间新鲜空气置换次数作为最小新风量确定的主要依据。针对纺织车间的特点，参考民用建筑的情况，纺织车间的最小新风量可按下式来确定：

式中：Vot——纺织车间的最小新风量，m3/h；

d f——每小时车间新鲜空气置换次数，取0.5～1.0；

V——纺织车间的体积，m3；

a1——劳动强度影响系数，取1.0～1.1，劳动强度大取大值；

a2——环境影响系数，取0.95～1.15，车间温度越高取值越大；

a3——送排风方式影响系数，取0.9～1.0，下送方式取大值；

a4——人员密度影响系数，一般取0.9～1.0，人员密度越大取值越大。

综上所述，纺织车间实际每小时车间新鲜空气置换次数可取范围在0.5～1.15之间。