Факторы производственной среды. Микроклимат

ЛЕКЦИЯ 7.

Микроклимат производственной среды определяется сочетанием следующих основных парметров: температурой воздуха, о С; относительной влажностью, %; скоростью движения или подвижности воздуха, м/с.

Температура воздуха – является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия.

Подавляющее большинство производственных процессов сопровождается выделением тепла (теплота выделяется при переходе электрической энергии в тепловую, при трении движущихся частей машин). Источниками тепла являются нагретые поверхности трубопроводов, стенок котельных агрегатов, нагревательных печей и т.д. Все они, распространяя тепло, увеличивают температуру окружающего воздуха. Большую долю в общий баланс тепла, особенно в летнее время, вносит энергия солнечного излучения (измеряется температура термометром). Другим важным параметром микроклимата является влажность воздуха.

Относительная влажность – это отношение содержания водяных паров в 1 м 3 воздуха к их максимально возможному содержанию при той же температуре. Влажность влияет на общее состояние человека, затрудняя или облегчая теплообмен между организмом и окружающей средой (при большой влажности воздуха теплоотдача путём испарения влаги с поверхности тела уменьшается, что может привести к перегреванию организма). Для измерения влажности воздуха используют психрометр или гигрометр.

Психрометр состоит из «сухого» и «влажного» термометров. На основании разностей показаний сухого и влажного термометров по психометрической таблице определяют относительную влажность воздуха.

Гигрометр (волосяной) основан на свойстве волоса укорачиваться при уменьшении влажности воздуха.

В понятие микроклимат производственных помещений входит также скорость движения воздуха. Влияние этого фактора на организм человека может иметь положительную и отрицательную стороны: небольшие скорости движения воздуха способствуют испарению влаги с поверхности тела, улучшая теплообмен между организмом и окружающей средой, а при движении воздуха с большими скоростями возникают сквозняки, приводящие к увеличению числа простудных заболеваний среди работающих.

Скорость движения воздуха определяется чашечным анемометром . Принцип работы анемометра основан на вращении потоком воздуха крестовины с чашками – полушарами. Скорость вращения крестовины зависит от скорости движения воздуха, поэтому подсчитывают число оборотов крестовины за контрольное время, а затем количество оборотов выводят на циферблат анемометра и определяют скорость движения воздуха.

Влияние метеорологических факторов на организм человека необходимо рассматривать в их совокупности.

Параметры микроклимата могут меняться в очень широких пределах. При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, при неблагоприятных – организм человека стремиться сохранить постоянство температуры тела за счёт терморегуляции.

Отклонение параметров микроклимата от оптимального может быть причиной ряда физиологических нарушений в организме человека. Например, высокая температура воздуха в сочетании с малой подвижностью его вызывает ощущение жары, а в сочетании с высокой относительной влажностью способствует перегреванию организма, что может привести к тепловому удару. При пониженной температуре воздуха и высокой скорости его движения наступает переохлаждение организма, которое приводит к простудным заболеваниям.

В соответствии с санитарными нормами СН245-71 и ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ. «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» устанавливаются оптимальные и допустимые метеороло-гические условия в рабочей зоне производственной среды с учётом:

1. Время года – холодный и переходный периоды со среднесуточной температурой воздуха ниже + 10 °С; тёплый период – выше + 10 °С;

2. Тяжесть физической работы – все работы по тяжести подразделяются на три категории: к лёгким физическим работам (категория I) относятся работы, не требующие систематического физического напряжения при затратах энергии человеком не более 172 Вт; к работам средней тяжести (категория II a) относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, не требующие перемещения тяжестей, с энергозатратами от 172 до 232 Вт; к работам средней тяжести (категория II б) относятся работы, связанные с ходьбой и переносом небольших тяжестей (до 10 кг), с энергозатратами от 232 до 293 Вт; к тяжёлым физическим работам (категория III) относятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с переносом значительных (более 10 кг) тяжестей, с энергозатратами более 293 Вт.

3. Тепловая характеристика производственного помещения – все производственные помещения делятся на помещения с незначительнымиизбытками явной теплоты, не превышающими 23 Вт/м 3 и значительнымиизбытками явной теплоты – более 23 Вт/м 3 .

При оптимальных параметрах микроклимата обеспечивается тепловой комфорт и высокая работоспособность человека, при допустимых значениях параметров микроклимата может наблюдаться временное понижение работоспособности человека, которое быстро нормализуется, не вызывая нарушения здоровья человека.

Оптимальные значения параметров микроклимата с учётом избытков явной теплоты, тяжести выполняемой работы и сезонов года приведены в таблице.

Цель работы

Изучить принципы нормирования параметров микроклимата в производственных помещениях.

Экспериментально определить параметры микроклимата на рабочем месте и оценить их на основании действующих санитарных норм.

Основные параметры микроклимата и их влияние на организм человека

Под микроклиматом в производственном помещении понимают совокупность параметров воздуха: температура, влажность, скорость его перемещения, при условии, что отсутствуют источники излучения с эквивалентной тепловой температурой выше 40 о С. Микроклимат на производстве необходим для производительной и качественной работы человека. Обычно имеют в виду микроклимат рабочего помещения, в котором может быть производство, читальный зал, банковский оффис и др.

Нормирование параметров микроклимата в производственных помещениях состоит из измерения параметров воздуха и их сравнении с нормами, полученными в результате исследований специалистами по гигиене труда. При соответствии параметров микроклимата нормам дается положительное заключение. При несоответствии - должны быть проведены работы по приведению микроклимата к норме. В настоящее время существует множество способов влияния на микроклимат, от использования теплорадиаторов и кондиционеров до автоматических систем поддержания микроклимата.

Нормирование микроклимата представляет собой довольно простой процесс, доступный лаборанту. Чтобы обучить этого лаборанта и правильно проектировать системы поддержания микроклимата инженер должен владеть более широкими знаниями, краткое изложение которых дается ниже.

Человек представляет собой открытую биологическую систему, которая характеризуется тем, что потоки энергии, вещества и информации являются сквозными и косвенно отзывающимися в этой системе. Длительность прохождения этих потоков специфична для различных экологических систем, в том числе и для людей. Тепло - форма энергии, имеющая важное значение для поддержания живых организмов. Все живые системы нуждаются в непрерывном снабжении теплом для предотвращения их деградации и гибели. Температура является показателем количества тепловой энергии в системе и основным фактором, определяющим скорость химических реакций в организме. Основным источником входной энергии является пища, характеризуемая количеством ккал 1 , и различные виды лучистой энергии, измеряемыми интенсивностью их потоков в Вт/м 2 . Выходом энергии являются производимая организмом работа, потери за счет явлений теплопередачи и конвекции, излучение тепла и испарение жидкости с поверхности тела.

С точки зрения биологии человек относится к эндотермным животным, т.е. температура его тела не зависит от состояния окружающей среды и поддерживается постоянной гомеостатическими системами регулирования в организме. Для человека такой температурой являются значения 36,5 -37 о С. При этом под температурой тела имеют ввиду температуру тканей, лежащих глубже 2,5 см под поверхностью кожи. Температура поверхности кожи человека может иметь значения в широких пределах. Так при температуре окружающего воздуха 19 о С температура кожи на конечностях становится равной 20,5 о С.

Уравнение теплового баланса для организма человека за определенный период времени может быть представлено в следующем виде:

M +S  R  C  P  E = 0, (1)

M - тепло процессов метаболизма, полученное из химических субстратов пищи, подвергшихся расщеплению в клетках.

S - накопленное организмом тепло.

R, C, P - тепло отданное (со знаком -) или полученное (со знаком +) путем излучения, конвекции, теплопередачи,

E - тепло, отданное за счет испарения.

Если тепловой баланс не будет поддерживаться, то дополнительное тепло, полученное различными путями, приведет к повышению температуры тела, а недостаток тепловой энергии - к его охлаждению. В обоих случаях создаются неблагоприятные условия для функционирования клеток организма, которые при превышении определенных температурных границ внутри тела начинают погибать. Тепловой баланс любого тела определяется соотношением между теплом, которое оно получает, и теплом, которое оно отдает. Человеческий организм способен вырабатывать достаточное количество тепла и регулировать теплоотдачу, поэтому равенство поступающей с пищей энергии и других форм энергии в виде потоков лучистой энергии (например от нагретых батарей) и расхода тепла с тела человека всегда сохраняется. Это свойство носит название гомойотермии.

Для поддержания стабильности внутренней температуры человека имеется терморегулирующая система, которая включает рецепторы, эффекторы и чрезвычайно чувствительный регуляторный центр в гипоталамусе 2 . У человека имеется примерно 150 тыс. холодовых и 16 тыс. тепловых рецепторов

В комфортных условиях для взрослого человека средних лет, при отсутствии физической нагрузки, для нормального осуществления жизненно важных функций в его организме должно производится 1800 ккал тепла в сутки. Это тепло в конечном итоге должно быть выведено из вне в силу непрерывности метаболических процессов.

Средняя за сутки метаболическая мощность человека P h [Вт] определяется калорийностью пищи Q [кал]:

P h = 4,1868 Q / (24x60x60) = 4,85 10 -5 Q.

Эта мощность тратится на выполнение человеком призводственной работы и на работу гомеостатическтх систем человека. Чем неблагоприятнее параметры микроклимата, тем больше энергии тратится на терморегулирование организма человека.

Механизм выхода энергии регулируется гомеостатическими системами регулирования в организме, призванными поддерживать постоянство внутренней температуры тела человека 36,6 о С. Это необходимо для нормального функционирования биологических клеток организма. Поддержанию постоянства температуры внутренней среды человека способствует разветвленная кровеносная система, обеспечивающая отвод тепла от внутренних органов к поверхности тела. С наибольшей скоростью кровь течет в аорте (0,5м/с), в артериях достигает 0,25 м/с, а в капиллярах снижается до 0,5 мм/с. Медленное течение в капиллярах и их большая разветвленность способствует хорошему теплообмену. Общая длина капилляров у человека достигает 100 км, а их поверхность - 6300 м 2 . Другими словами это радиатор с огромными размерами по сравнению с человеком, что определяет эффективность его работы.

Для характеристики теплообмена следует соотнести величину основных энергозатрат с поверхностью тела человека, которая в среднем для мужского населения равна 1,8м 2 . При калорийности пищи в сутки 1800 ккал теплообмен составляет 40,5 кал/(чм 2). Калорийность пищи должна быть на 20% выше энергозатрат организма. При недостаточной калорийности организм стремится поддерживать постоянную температуру внутренней среды и протекание обменных процессов за счет питательных веществ некоторых тканей организма, прежде всего мышечных, что приводит к истощению.

Энергозатраты организма измеряются методами калориметра:

    прямая калориметрия - измерение непосредственно выделяемого тепла;

    алиментарная калориметрия - определении тепла при окислении пищевых продуктов;

    респираторная калориметрия - определение по обмену газов в легких, используя термические коэффициенты О 2 и СО 2 .

Работа, при которой энергозатраты организма составляют менее 2500 ккал в сутки оценивается как легкая . Работы с энергозатратами свыше 5000 ккал считаются тяжелыми . Категория работы может быть оценена по ее характеристике (см. табл.2).

Интенсивность работы гомеостатических систем регулирования внутренней температуры зависит от внешних условий среды: температуры, влажности, скорости ветра и наличия энергетических полей. Эффективность гомеостатических систем зависит от состояния нервной 3 и эндокринной 4 систем человека.

Ниже рассматриваются влияние метеоусловий условий на самочувствие человека с нормальным состоянием этих систем и естественными поведенческими функциями, выражающимися в выборе типа одежды и стратегии поведения при наличии внешних энергетических потоков 5 .

Микроклимат производственных помещений - климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Указанные параметры - каждый в отдельности и в совокупности - оказывают значительное влияние на работоспособность человека, его самочувствие и здоровье. В производственных условиях характерно суммарное действие микроклиматических факторов.

С целью создания нормальных условий установлены нормы производственного микроклимата (ГОСТ 12.1.005-76. “ССБТ. Воздух рабочей зоны”), которые определяют оптимальные и допустимые значения температуры, влажности и скорости движения воздуха в рабочих зонах производственных помещений с учетом тяжести выполняемой работы, периодов года (теплый или холодный и переходный) и характеристики помещений по избыткам явного тепла.

Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции. Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия - сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать приходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжения реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Температура воздуха является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность.

Абсолютная влажность (А) - упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженное в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м 3 воздуха, выражаемое в граммах.

Максимальная влажность (F) - упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре.

Относительная влажность (R) - это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах.

В воздухе, избыточно насыщенном водяными парами, затрудняется испарение влаги с поверхности кожи и дыхательных путей, что может привести к ухудшению здоровья и снижению работоспособности. При понижении относительной влажности до 20-30 % у человека возникает неприятное ощущение сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Движение воздуха человек начинает ощущать при скорости около 0,15 м/c. Если температура воздуха при этом менее 36 0 С, то человек ощущает освежающее действие воздушного потока. При температуре воздуха свыше 40 0 С такие потоки действуют угнетающе.

Непосредственным измерением трудно установить количество теплоты, отдаваемой человеком. Поэтому об интенсивности общей теплоотдачи судят по косвенным показателям - значениям эффективной и эквивалентно -эффективной температур, характеризующих пребывание в так называемой “зоне комфорта”, где терморегуляция обеспечивается организмом легко, или за пределами этой зоны, когда для нормальной терморегуляции организм человека преодолевает большие нагрузки. Эти температуры определяют по номограмме (см. рис. 1 на стенде).

Эффективной , ощущаемая человеком при определенной относительной влажности воздуха и при отсутствии его в помещении.

Эффективно-эквивалентной называется температура воздуха , ощущаемая человеком при определенной относительной влажности воздуха и определенной скорости его движения.

Применяемое оборудование

Лабораторная установка представляет собой макет помещения для моделирования различных метеорологических условий на рабочих местах.

Внутри макета (рис. 1) для измерения основных параметром микроклимата установлены аспирационный психрометр (1), барометр (2), анемометр крыльчатый (3), анемометр чашечный (4), секундомер (5), гигрометр (6). Для создания воздушного потока на лабораторном стенде имеется вентилятор, включение которого производится тумблером (7). Для изменения влажности воздуха внутри макета имеется емкость с водой (8).

В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров. Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры.

Рис. 1

Скорость движения воздуха измеряется крыльчатыми и чашечными анемометрами.

Аспирационный психрометр МВ-4М

Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +50 0 С. Цена деления шкал термометров не более 0.2 0 С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой, заводимый ключом.

Перед измерением резервуар правого термометра, обернутый тонкой тканью, смачивается дистиллированой водой с помощью пипетки. Затем ключем заводят пружину вентилятора психрометра. При этом снизу засасывается воздух, который отекает резервуары термометров. Таким образом, сухой термометр показывает этого потока воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше, так как он охлаждается вследствие испарения воды с поверхности ткани. Показания термометров снимаются не ранее, чем через 3 минуты после начала работы вентилятора.

При измерениях аспирационным психрометром значение абсолютной влажности находится из следующего выражения:

A = F вл  0,5(t сух  t вл)B  755 (2)

где А - абсолютная влажность воздуха, мм.рт.ст.;

F вл - максимальная влажность при температуре влажного термометра (t ВЛ), берется из табл. 1 на стенде;

t сух, t вл - температуры, измеренные соответственно сухим и влажным термометрами, О С;

В - барометрическое давление, мм.рт.ст.

Относительная влажность воздуха (R, %) определяется из следующего выражения:

R = 100A  F сух (3)

где F сух - значение максимальной влажности при температуре сухого термометра t сух берется из табл. 1 на стенде.

Относительная влажность может быть определена также по психрометрической номограмме (рис. 2 на стенде). Для этого по вертикальным линиям отмечают показания сухого термометра, по наклонным - показания влажного термометра; на пересечении этих линий получают значение относительной влажности, выраженное в процентах. Линии, соответствующие десяткам процентов, обозначены на монограмме цифрами: 20, 30, 40, 50 и т. д.

Анемометр крыльчатый АСО-3

Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с. Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй - через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с. Для определения скорости движения воздуха, измеренной с помощью анемометра (крыльчатого или чашечного) используется выражение:

V =(C 2 - C 1)  T, (4)

где V - скорость движения воздуха, делений/с;

С 1 и С 2 - соответственно начальные и конечные показания анемометра, дел.;

T - продолжительность измерения, с.

Для перевода значения скорости движения воздуха из дел/с в м/с использовать график к крыльчатому анемометру (рис. 3 на стенде).

Значение эффективной и эквивалентно-эффективной температур, характеризующих пребывание в зоне, называемой “зоной комфорта”, определяют по номограмме (рис. 1 на стенде). Эффективная температура определяется по номограмме на пересечении прямой линии, соединяющей сухого и влажного термометров (полученных по аспирационному психрометру) и нижней линией температур при скорости движения воздуха, равной нулю.

Эквивалентно-эффективная температура определяется по номограмме таким же способом, как эффективная, только с учетом разных скоростей движения воздуха, показанных на монограмме изогнутыми линиями.

Создание технологических средств контроля среды в производственных помещениях необходимо для улучшения качества труда. Если условия благоприятны, то сотрудники лучше справляются с обязанностями, а это влияет на объемы производства. Чистый воздух обеспечивается благодаря кондиционированию и вентиляции. Важное место в этом занимает микроклимат - это состояние среды внутри производственного объекта. Необходимо соблюдать его параметры.

Определение

В современных нормах, которые действуют для организации производственных процессов, предусмотрены правила обеспечения безопасности работников. Из-за сложностей технологий изготовления на предприятиях нужна защита людей. Устанавливаются нормы микроклимата и в жилых помещениях. Правила прописаны в СанПиН 2.1.2.2645-10.

Для работников важен микроклимат - это параметры воздушной среды, в которых устанавливаются допустимые и оптимальные величины температуры, влажности, теплового облучения. Именно на эти показатели ориентируются при создании комфортных условий для нормальной деятельности людей.

Факторы

На каждом предприятии важен подходящий для работы микроклимат. Факторы, благодаря которым происходит обеспечение благоприятной обстановки, бывают следующими:

  • климатический пояс и время года;
  • размеры цехов;
  • условия воздухообмена;
  • техническое обеспечение производства;
  • число сотрудников.

На протяжении дня показатели могут изменяться, а на отдельных территориях производства различаться в одно и то же время. Вместе они образуют микроклимат.

Параметры

Во время анализа условия создания микроклимата рассматривают как отдельно, так и вместе. Параметры микроклимата, характеризующие производственную атмосферу, включают скорость перемещения воздуха, влажность и температуру. Кроме этого, учитывается вероятное термооблучение. Температура устанавливается с учетом характеристик поверхностей. Обычно принимают во внимание состояние конструкций и оборудования: агрегатов, приборов, экранов.

Микроклимат помещений определяется совместно действующими на организм человека температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара. Влажность бывает максимальной, относительной и абсолютной. Параметры микроклимата позволяют определить степень комфорта нахождения в помещении.

Виды параметров

Микроклимат жилых и общественных зданий определяется по:

  • источникам освещения;
  • химическому составу воздуха ;
  • уровню шума;
  • присутствию излучения;
  • загрязнению пространства.

Помещение должно быть таким, чтобы его пространство соответствовало психологическим и физиологическим потребностям людей. Территория, где работает человек, должна быть экологически чистой, а также защищенной от химических компонентов и большого шума.

Параметры делятся на:

  • Оптимальные. Они включают показатели внутреннего пространства объекта, при которых у человека будет нормальное тепловое состояние, минимальное напряжение.
  • Допустимые - параметры, при которых с длительным воздействием у человека появляется ухудшение самочувствия, ощущение дискомфорта.

Функции микроклимата

Производственные помещения обязательно должны соответствовать нормам, так как это влияет на состояние людей. Например, уменьшение температуры и увеличение скорости перемещения воздуха делает конвективный теплообмен и теплоотдачу усиленными. Это наблюдается при испарении пота, поэтому может привести к переохлаждению.

Микроклимат помещений может и иначе повлиять, если температура будет повышенной. Влажность тоже является важной во влиянии производства на человека. К этому показателю относят переносимость организмом температуры и его тепловые ощущения. При повышении относительной влажности воздуха испарение пота будет медленным, и появляется риск перегрева человека.

Отрицательное воздействие оказывает высокая влажность, если температура выше 30 градусов. Все тепло, образуемое при испарении пота, выделяется в среду, которая создает рабочий микроклимат. Это важные показатели в определении обстановки. Из-за высокой влажности исключается вероятность испарения пота - капли стекают по коже. В результате человек потеет. Теплоотдача оптимальной не будет.

Санитарные нормы

Гигиенические требования к микроклимату регулируются в законодательных актах. Они обязательны для исполнения всеми предприятиями. Оптимальные показатели температуры, скорости движения воздуха и влажности среды включены в 2.2.4.548-96 СанПиН. Микроклимат будет благоприятным только при выполнении всех гигиенических требований. Также СанПин содержит правила по тепловому облучению, чтобы помещения были подходящими для работы с учетом нагрузок и времени года.

Исполнение нормативов не всегда возможно на предприятиях, где гигиенические требования не соответствуют технологическим нормам. В организациях регулярно проходят проверки, соблюдается ли СанПиН. Микроклимат должен соответствовать норме, чтобы предприятие было экономически целесообразным. Руководство предпринимает меры по улучшению рабочих условий, практикует использование мер защиты сотрудников средствами безопасности.

Оптимальные показатели

Комфортные условия микроклимата рассчитываются по состоянию рабочего. Оптимальные нормы необходимы для обеспечения общего и локального ощущения тепловой комфортности на протяжении 8 часов. Необходима поддержка минимального напряжения при терморегуляции.

Главным критерием расчета оптимальных показателей считается отсутствие факторов, которые негативно влияют на здоровье. Благоприятный микроклимат - это факторы, приводящие к улучшению работоспособности сотрудников. Выдвигают требования и к рабочим местам, участкам, где требуется нервно-эмоциональное напряжение, например пульты и посты управления.

Допустимые значения

Существуют жесткие требования к микроклимату помещения. Если соблюдать правила микроклимата, то отклонений в здоровье работников не будет. Но некоторые ощущения в форме дискомфорта, плохого самочувствия, ухудшения работоспособности все же могут проявляться. К примеру, температура воздуха в зависимости от рабочего процесса может быть не больше 3 градусов. Это становится причиной дискомфорта, если не пользоваться средствами индивидуальной защиты.

Чем измеряется микроклимат

Производственные помещения должны иметь все показатели в пределах нормы. Для измерения используют соответствующие приборы. Классическим устройством считается термометр, позволяющий определить температуру.

Применяются термографы, фиксирующие показатели за конкретное время. Есть устройства для измерения влажности, которая тоже важна в определении микроклимата. К ним относят психрометры, гигрометры. Барометры-анероиды используются для измерения атмосферного давления.

Профилактика отрицательного воздействия

Нормирование микроклимата сводится к соблюдению норм безопасности производственных помещений, где сотрудники осуществляют свои трудовые обязанности. При наличии отклонений от показателей нужно выполнять профилактические мероприятия, которые помогают устранить вредное воздействие.

Для защиты людей от отрицательного влияния используют системы кондиционирования, включая индивидуальные средства защиты от температурных перепадов. Микроклиматом является состояние среды, поэтому применяется дифференциация помещений в зависимости от воздуха. Необходимо создавать комнаты отдыха, где работники могут восстановиться.

Влажность

Оптимальные условия микроклимата на производстве возможно создать при относительной влажности воздуха 40-60%. Если будут отклонения от этих норм, то у человека появится сухость кожи и дыхательных путей, также становится жарко и душно. В таком помещении трескается мебель и даже полы.

Чтобы не допустить этого, нужно улучшить вентиляцию и пользоваться увлажнителями воздуха. В домах устанавливают аквариумы с открытой крышкой. Это позволяет влаге испаряться. В производственных помещениях для этого есть специальное оборудование.

В домах для улучшения влажности разводят комнатные растения. Влажность определяется гигрометром. Оценка микроклимата позволяет установить, соответствуют ли показатели нормам. Если есть отклонения, то нужно пересмотреть работу вентиляции. При необходимости ее лучше заменить на новую. Высокая влажность тоже негативно влияет на людей. От этого размножаются грибки и плесень, портится одежда, мебель, продукты. А иммунитет человека слабеет, поэтому он больше подвержен различным заболеваниям.

Температура

Важным фактором микроклимата является температура. Нормы ее устанавливаются СанПин 2.2.4.548962. Если оптимальный показатель нарушается, то после длительного воздействия ослабевает организм, снижается иммунитет. Это относится не только к холодным помещениям, но и к слишком жарким, поскольку такие условия неприемлемы для людей.

В прохладный период температура определяется эффективностью отопительных систем, а в жаркое время ее поддерживают кондиционерами. Если коммунальные организации не выполняют нормы терморегуляции, то это следует делать самостоятельно, поскольку это влияет на здоровье.

Скорость движения воздуха

Как свидетельствуют гигиенические требования, в жилом помещении должен быть свежий, влажный, подвижный воздух. Это обеспечивается проветриванием и вентилированием. Если потоки будут слабыми, то застоявшийся воздух ухудшает самочувствие людей. В прохладный период движение воздуха находится в пределах 0,2-0,3 м/с. Если они будут больше, то возникнет сквозняк.

В квартире надо наблюдать за собственными ощущениями, чтобы определить движение воздуха. Улучшить качество поможет эффективная система вентилирования и проветривание. Необходимо контролировать уровень пыли и постоянно выполнять влажную уборку. Подробные данные о микроклимате в жилых помещениях (комнатах) представлены в следующей таблице.

Шумопоглощение и свет

В понятие микроклимат входит качественный световой режим. Он связан с естественным освещением лучами солнца. Важно создать оптимальный световой режим, а также выявить благоприятную физическую активность людей. Солнце положительно влияет на человека, укрепляет нервную систему.

Микроклимат включает акустический режим, поскольку все шумы воздействуют на нервную систему людей. Шум бывает внешним и внутридомовым. Защититься от внешних факторов можно звукопоглощающими толстыми стенами и особыми экранами, которые отражают звуковые волны. Это важно соблюдать и на производстве. Окна тоже должны быть такими, чтобы уличный шум как можно меньше проникал внутрь помещения.

Шум в жилых помещениях

Микроклимат составляет и уровень шума. Он образуется от систем вентиляции и прочего инженерного оборудования, необходимого для жизнеобеспечения помещения. Максимальный шум в жилых комнатах в дневное время составляет не более 55 дБА, в ночное - не более 45 дБа.

В зависимости от источников шум подразделяется на внутренний (система вентиляции, лифты и т. д.) и внешний (транспорт, предприятия, рекламные установки и т. д.).

Микроклимат на производстве

Руководители производств должны улучшать условия пребывания работников. Если нет возможности установления допустимых значений параметров, то необходимо в таком случае характеризовать условия как опасные и вредные. Нанимателю важно принимать меры защиты сотрудников:

  • воздушное душирование;
  • кондиционирование;
  • использование средств защиты;
  • создание территорий для обогрева и отдыха.

На производстве человек подвергается различным воздействиям. Главными показателями является влажность, температура, скорость движения воздуха. Показатели температуры в течение смены могут меняться. Лучше всего обеспечивает положительный микроклимат кондиционирование, вентиляция, отопительная установка.

Гигиенические нормы

Они утверждаются системой безопасности труда. Микроклимат нормируется по всем компонентам рабочей зоны. Факторы регулируются с учетом организмов людей, их привыкания к климату. Также учитывается интенсивность работы и вид одежды. Для определения соответствия показателей используется СанПиН. Микроклимат на производстве нормализуют при помощи устройств вентиляции и отопления, использования средств индивидуальной защиты (спецодежды) и т. д.

Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С, холодный - ниже +10 °С.

Учитывая интенсивность труда, работу делят на:

  • легкую;
  • средней тяжести;
  • тяжелую.

Легкими являются те виды работы, где требуется энергия в количестве 174 Вт. Это работа, выполняемая в стоячем или сидячем положении. Для нее не требуется регулярное выполнение физических упражнений. Вторая категория включает труд, при котором требуется небольшая ходьба. Тяжелой считается вид деятельности с интенсивными и постоянными физическими нагрузками.

Улучшение микроклимата

Чтобы сделать микроклимат благоприятным, требуется:

  1. Механизация сложной работы. Использование машин для упрощения человеческого труда.
  2. Защита от источников, выделяющих тепловое излучение. Она предполагает применение щитов и занавесов, которые отводят горячий воздух.
  3. Использование теплоизоляционных элементов.

Для предотвращения тепловых травм температура нагретых поверхностей должна быть не выше 45 °С. Для защиты сотрудников от переохлаждений необходимо не допускать сквозняки, а также устранять воздушные завесы с подогретым воздухом. На предприятиях должны быть места для отдыха с нормальной температурой. А работникам, которые выполняют свои обязанности на улице, следует выдавать утепленную одежду и спецобувь. Благодаря качественному микроклимату работа на предприятии будет непрерывной. Каждый работодатель должен обеспечить своим сотрудникам комфортные и безопасные условия труда. При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта.

  • 4. Закон толерантности
  • Раздел II. Управление безопасностью жизнедеятельности
  • Тема 4. Управление безопасностью жизнедеятельности План
  • 1. Обеспечение безопасности жизнедеятельности
  • 2. Основные законодательные акты и нормативные документы
  • 3. Надзор и контроль за соблюдением законодательства о труде и о безопасности труда.
  • 3. Стандартизация в области безопасности труда
  • 4. Расследование и учет несчастных случаев
  • 5. Эффективность мероприятий по обеспечению безопасности на производстве
  • 7. Принципы построения и функционирования системы управления безопасностью труда
  • Тема 3. Единая государственная система предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (рсчс) и гражданской обороны (го) План
  • 1. Единая государственная система предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (рсчс)
  • 2. Гражданская оборона (го), её роль и место в Российской Федерации.
  • 2.2 Понятия го
  • 2.3 Организация и ведение го.
  • 3. Основы государственной политики в го. Принципы организации ведения го
  • 4. Степени готовности го и их краткая характеристика
  • Раздел III. Основы физиологии труда и комфортные условия жизни
  • Тема 4.Основы физиологии труда и комфортные условия жизни План
  • 1. Анализаторы человеческого организма.
  • 2. 1 Виды деятельности человека
  • 2.2 Физический и умственный труд
  • 2.3 Физиологические изменения в организме при работе
  • 3. Понятие микроклимата, его параметры.
  • 3.1 Общие требования к параметрам микроклимата
  • 3.2 Терморегуляция организма
  • 3.3 Методы и приборы измерения параметров микроклимата
  • Аспирационный психрометр
  • Дистанционный психрометр
  • Крыльчатый анемометр -
  • Термоанемометр по своей сути является акустическим прибором, то есть использует определение характеристик звука (а именно скорость звука), а затем эту информацию преобразует в нужный сигнал.
  • 5. Общие санитарно - технические требования к производственным помещениям и рабочим местам
  • 6. Приемы и способы создания комфортных условий для работы в производственных помещениях.
  • 7. Порядок организации оптимального освещения рабочих мест, способы определения качества естественного освещения и коэффициента освещенности
  • Раздел IV. Воздействие на человека вредных и опасных факторов среды обитания
  • 1.2 Повседневные абиотические факторы
  • 1.3 Литосферные опасности
  • 1.3.1 Землетрясение
  • 1.3.2 Сели
  • 1.3.3 Снежные лавины
  • 1.3.4 Извержение вулканов
  • 1.3.5 Оползни
  • 1.4 Гидросферные опасности
  • 1.4.1 Наводнения
  • 1.4.2 Цунами
  • 1.5 Атмосферные опасности
  • 1.6 Космические опасности
  • 1.2 Природные пожары
  • 1.2.1 Понятие «пожар» и «пожарная безопасность».
  • 1.2.2 Причины возникновения пожаров.
  • 1.2.3 Лесные пожары в России.
  • Лесные пожары - одна из серьезнейших проблем российских лесов.
  • 1.2.4 Приемы и средства ликвидации последствий лесных пожаров.
  • 1.3. Массовые заболевания. Правила поведения населения при проведении изоляционно - ограничительных мероприятий
  • 3.1 Массовые заболевания
  • 1.3.2 Противоэпидемические и санитарно-гигиенические мероприятия в очаге бактериального заражения
  • 1.3.3 Правила поведения населения при проведении изоляционно - ограничительных мероприятий
  • 2. Техногенные опасности.
  • 2.1 Вредные вещества.
  • 2.1.1 Показатели токсичности химических веществ
  • 4.1.2 Факторы, определяющие токсическое действие химических веществ
  • 2.1.3 Гигиеническое регламентирование химических факторов среды обитания
  • 2.1.4 Классификация промышленных ядов по характеру действия на организм человека
  • 2.1.5. Комбинированное действие промышленных ядов
  • 2.1.6 Пути поступления ядов в организм
  • 2.1.7. Распределение ядов в организме, превращение и выведение
  • 2.1.8. Оценка реальной опасности химических веществ
  • 2.1.9. Защита от воздействия вредных веществ
  • 2.2 Вибрация
  • 2.3 Акустический шум
  • 2.3.1 Акустические загрязнения
  • 2.4 Инфразвук
  • 2.4.1 Инфразвук в нашем повсевдневном окружении
  • 2.4.2 Технотронные методики
  • 2.4.3 Исследования медиков в области влияния на человека инфразвука.
  • 2.4.4 Некоторые меры борьбы с инфразвуком
  • 2.5 Электромагнитные поля и излучения
  • 2.5.1 Воздействие электромагнитных полей
  • 2.5.2 Воздействие электромагнитного излучения
  • 2.6 Лазерное излучение
  • 2.7 Электрический ток
  • 2.7.1 Условия существования электрического тока
  • 2.7.2 Основы электробезопасности
  • 2.8 Механическое воздействие
  • 2.8.1 Классификация и характеристика чрезвычайных ситуаций техногенного характера.
  • 3.Защита и действия населения
  • 3.1 Мероприятия по защите населения
  • 3.1.1 Оповещение
  • 3.1.2 Эвакуационные мероприятия
  • 3.1.3 Укрытие населения в защитных сооружениях
  • 3.2 Медицинские мероприятия по защите населения
  • Тема 8. Основы социальной, медицинской и пожарной безопасности План
  • 1. Виды социальных опасностей проживания человека в городских условиях
  • 2. Виды психического воздействия на человека и защита от них
  • 2.1 Защита от опасностей, связанных с физическим насилием
  • 2.1.1 Насилие над детьми
  • 2.1.2 Суицид
  • 2.1.3 Сексуальное насилие
  • 2.2 Психическое состояние человека, его безопасность.
  • 2.2.1 Определение психических состояний
  • 2.2.2 Типичные положительные психические состояния человека
  • 2.2.3 Отрицательные психические состояния
  • 2.2.4 Персеверация и ригидность
  • 2.2.5 Основы информационной безопасности
  • 2.2.4 Меры защиты: четыре уровня защиты
  • 2.3 Основы информационной безопасности
  • 2.3.1 Информационная безопасность
  • 2.3.2 Меры защиты информационной безопасности
  • 3. Оказание первой доврачебной помощи
  • 3.1. Оказание первой помощи
  • 3.1.2 Искусственное дыхание и непрямой массаж сердца
  • 3.1.3 Остановка кровотечения
  • 3.1.4 Наиболее распространенные виды травм, их симптомы и оказание первой помощи
  • 3.1.5 Оказание первой доврачебной помощи при переломах, вывихах, ушибах и растяжении связок
  • 3.1.5 Оказание первой доврачебной помощи при химических отравлениях
  • 3.1.6 Оказание первой доврачебной помощи при поражении электрическим током
  • 3.1.7 Учреждения, оказывающие первую медицинскую помощь
  • 4. Основы пожарной безопасности
  • 4.1 Основные нормативные документы, регламентирующие требования пожарной безопасности
  • 4.2 Организационные противопожарные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности в зданиях и помещениях с массовым пребыванием людей
  • 4.3.Первичные средства пожаротушения
  • 4.3.1 Огнетушащие свойства воды
  • 4.3.2 К первичным средствам пожаротушения относятся:
  • 4.3.3 Огнетушители
  • 4.3.4 Оказание доврачебной помощи при пожаре
  • Раздел V. Безопасность населения и территорий в чрезвычайных ситуациях
  • 1. Транспортные аварии
  • 2.Внезапное обрушение сооружений и зданий
  • 2. Чрезвычайные ситуации природного характера
  • Природные пожары.
  • 3. Возможный характер будущей войны
  • 4. Понятие оружия массового поражения.
  • 4.1 Ядерное оружие
  • 4.2 Химическое оружие
  • 4.3 Бактериологическое (биологическое) оружие
  • 5. Основные способы защиты населения
  • 6. Основы организации аварийно-спасательных работ при ликвидации последствий чрезвычайных обстоятельств
  • Раздел VI. Экстремальные ситуации криминального характера
  • Тема 10. Основы безопасности жизнедеятельности в городских условиях План
  • 1. Общая классификация опасностей (признаки и виды).
  • 3. Естественные опасности
  • 4. Техногенные опасности
  • 5. Антропогенные опасности
  • 6. Система обеспечения безопасности
  • Тема 11. Основы личной безопасности от преступлений террористического характера План
  • Терроризм и его виды
  • 1.2. Формы терроризма
  • 1.2.1 Меры защиты при проведении террористических актов
  • 1.2.2 Угон воздушного судна и иное преступное вмешательство в деятельность гражданской авиации
  • 1.2.3 Захват и угон морского судна, и иное преступное вмешательство в деятельность международного судоходства
  • 1.2.4 Захват заложников
  • Необходимо усвоить следующие правила:
  • 1.2.5 Иные формы терроризма
  • 1.2.6 Причины терроризма
  • 2. Нападение на особо опасные объекты.
  • 2.1 Категория опасных объектов
  • 2.2 Обеспечение антитеррористической защищенности промышленных объектов и объектов инфраструктуры
  • 3. Понятие микроклимата, его параметры.

    Микроклимат производственных помещений - это микроклиматические условия производственной среды (температура, влажность, давление, скорость движения воздуха, тепловое излучение) помещений, которые оказывают влияние на тепловую стабильность организма человека в процессе труда.

    Исследования показали, что человек может жить при атмосферном давлении 560-950 мм ртутного столба. Атмосферное давление на уровне моря 760 мм ртутного столба. При данном давлении человек испытывает комфортность. Как повышение, так и понижение атмосферного давления на большинство людей оказывает негативное влияние. С понижением давления ниже 700 мм ртутного столба наступает кислородное голодание, что сказывается на работе головного мозга и центральной нервной системы.

    3.1 Общие требования к параметрам микроклимата

    Параметры микроклимата в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4. 548-96 должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей производственной средой и поддержание оптимального или до пустимого теплового состояния организма.

    Параметрами, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

    Температура воздуха, t˚C

    Температура поверхностей (стен, потолка, пола, ограждений оборудования и т.п.), tп ˚C

    Относительная влажность воздуха, W %

    Скорость движения воздуха, V м/с

    Интенсивность теплового облучения, P Вт/м 2

    Абсолютная влажность А – это количество водяных паров, содержащихся в 1 м3. воздуха. Максимальная влажность F max – количество водяных паров (в кг), которое полностью насыщает 1 м3 воздуха при данной температуре (упругость водяных паров).

    Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной влажности, выраженной в процентах:

    Когда воздух полностью насыщен водяными парами, то есть A=Fmax (во время тумана), относительная влажность воздуха φ =100%.

    На организм человека и условия его работы оказывает влияние также средняя температура всех поверхностей, ограничивающих помещение, она имеет важное гигиеническое значение.

    Другим важным параметром является скорость движения воздуха. При повышенной температуре скорость воздуха способствует охлаждению, а при низких температурах переохлаждению, поэтому она должна быть ограниченной, в зависимости от температурной среды.

    Санитарно - гигиенические, метеорологические и микроклиматические условия не только влияют на состояние организма, но и определяют организацию труда, то есть, продолжительность и периодичность отдыха работника и обогрева помещения.

    Таким образом, санитарно-гигиенические параметры воздуха рабочей зоны могут быть физически опасными и вредными производственными факторами, оказывающими существенное влияние на технико-экономические показатели производства.

    3.2 Терморегуляция организма

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

    Трудовая деятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Её количество зависит от степени физического напряжения в определённых климатических условиях и составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт (при тяжёлой работе). Для того, чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву, либо к переохлаждению организма и, как следствие, к потере работоспособности, быстрой утомляемости, потере сознания, к несчастным случаям и профзаболеваниям.

    Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделения человека Qтч полностью воспринимаются окружающей средой Qтс, т.е. когда имеет место тепловом баланс Qтч = Qтс, то в этом случае температура внутренних органов остаётся постоянной 36, 5 ˚C.

    Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Qтч>Qтс), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко . Теплоизоляция человека (например, в тёплой и плотной одежде), находящегося в состоянии покоя (сидя или лёжа) от окружающей среды, приведёт к повышению его температуры уже через 1 час на 1,2˚C. А то же самое при выполнении работы средней тяжести, вызовет повышение температуры на 5 ˚C, т.е. приблизится к критической (+43˚C) температуре.

    В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем её вырабатывает человек (Qтчхолодно .

    Терморегуляция организма - физиологический процесс поддержания температуры тела в границах от 36,6 до 37,2°С. Основной путь поддержания равновесия - теплоотдача.

    Теплоотдача идёт следующими путями:

    1 . Излучение тепла (Q изл) телом человека по отношению к окружающим поверхностям, имеющим меньшую температуру. Это основной путь отдачи тепла в производственных условиях. Излучением отдают тепло все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля - 273°С. Человек отдаёт тепло, когда температура окружающих его предметов ниже температуры наружных слоёв одежды (27 - 28°С) или открытой кожи.

    2. Проведение (Q п) - отдача тепла предметам, непосредственно соприкасающемся с телом человека.

    3. Конвекция (Q к) - передача тепла через воздушную среду. Человек нагревает вокруг себя слой воздуха толщиной 4 - 8 мм путём проведения тепла. Нагрев более отдалённых слоёв идёт за счёт естественного и принудительного замещения прилегающих к телу более тёплых слоёв воздуха более холодными. При подвижном воздухе теплоотдача увеличивается в несколько раз.

    4. Испарение воды с поверхности кожи и слизистой оболочки верхних дыхательных путей (Q ис.)- основной путь отдачи тепла при повышенной температуре воздуха, особенно, когда затрудняется или прекращается отдача излучением или конвекцией. В обычных условиях испарение идет в результате неощутимого потоотделения на большей части поверхности тела в результате диффузии воды без активного участия потовых желёз. В целом организм теряет 0,6 л воды в сутки. При выполнении физической работы в условиях повышенной температуры воздуха идёт повышенное потоотделение, при котором количество теряемой жидкости 10 - 12 л за смену. Если пот не успел испариться, он покрывает кожу влажным слоем, что не способствует отдаче тепла, и создаются условия для перегрева организма. В этом случае идёт потеря воды и солей. Это приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водо-растворимых витаминов (С, В1, В2). Такие потери влаги приводят к сгущению крови, нарушению солевого обмена.

    При тяжёлой работе в условиях повышенной температуры воздуха теряется 30 - 40 г соли NaCl (всего в организме 140 г NaCl). Дальнейшая потеря солей вызывает мышечные спазмы, судороги.

    5. Тепловое (инфракрасное) излучение. В условиях производства может присутствовать тепловое (инфракрасное) излучение - невидимое электромагнитное излучение. Источник - любое нагретое тело.

    В зависимости от длины волны оно делится на коротковолновое, средневолновое, длинноволновое. Проходя через воздух эти лучи его не нагревают, но, поглотившись твёрдым телом, лучистая энергия переходит в тепловую.

    Особенности действия лучистого тепла зависят от длины волны инфракрасного излучения. Длинные волны (1,4 - 10 мкм) поглощаются слоем кожи, вызывая калящий эффект. Короткие волны проникают глубоко внутрь организма, нагревая внутренние органы, мозг, кровь. Длительное воздействие повышенной температуры в сочетании с большой влажностью может привести к перегреванию организма. При этом у человека возникает головная боль, тошнота, сердцебиение, общая слабость, рвота, потоотделение, частое дыхание, тахикардия. При работе на воздухе, в результате облучения головы инфракрасными лучами коротковолнового диапазона, происходит тяжелое поражение мозговой ткани вплоть до выраженного менингита и энцефалита. В тяжелых случаях наблюдаются судороги, бред, потеря сознания. При этом температура тела остается нормальной или повышается незначительно.

    Нормальный теплообмен (т.е. тепловой комфорт) образуется тогда, когда

    Q тч=Q к + Q т + Q изл + Q исп + Q в = Q тс

    При значительном превышении теплопродукции организма человека (Qтч»Qтс) возникает перегрев (гипертермия), угрожающая жизни и здоровью человека; при значительном уменьшении теплопродукции организма по сравнению с поглотительными возможностями среды, возникает переохлаждение (гипотермия), опасное для здоровья и жизни человека.

    В условиях теплового гомеостаза баланс тепла в организме гомойотермов описывается выражением:

    ΔQ = M - E ± C ± R ± K ± W = 0

    где ΔQ - изменения теплосодержания; М - продукция тепла, а остальные члены уравнения - отдача тепла организмом во внешнюю среду различными путями. В условиях температурного комфорта ΔQ = 0.

    Здесь сразу же необходимо оговорить то существенное современное понимание гомеостаза, в соответствии с которым любой его вид, в том числе и тепловой гомеостаз, выражается не в жесткой фиксации тех или иных показателей на определенном уровне, а скорее в их колебании вокруг среднего значения. Это принципиальное соображение, по крайней мере для человека, подтверждается еще и фактически - феноменом крайней нестабильности теплового обмена тела человека.

    О. Бартон и А. Эдхолм (1957) указывают, что даже при кратковременных исследованиях в специальных климатических камерах со строгим контролем метеорологических условий и состояния исследуемых термостабильное состояние не достигается на протяжении нескольких часов. Выражение 1 есть полное уравнение теплового баланса, но эволюционно - биологическое значение его составляющих далеко не одинаково. Так, продукция тепла в организме (М) генетически не обусловлена тепловым обменом, а является следствием коренных процессов, характеризующих жизнедеятельность. Живой организм характеризуется непрерывным обменом веществ и энергии, который происходит в соответствии с известным уравнением термодинамики:

    ΔН = ΔZ + TΔS

    где ΔН - изменение энтальпии - меры общего запаса химически превращаемой энергии; ΔZ - изменение термодинамического потенциала или свободной энергии - части энтальпии системы, которая может быть с пользой использована для совершения работы; ΔS - изменения энтропии (термодинамической) для данных условий - меры неопределенности системы, зависящей от действия межмолекулярных сил и теплового движения и измеряемой величиной рассеяния потенциальной энергии химических веществ в виде тепла; Т - °К (градусы Кельвина).

    Источником теплопродукции (М), таким образом, служат процессы обмена веществ и энергии, непрерывно совершающиеся в организме. В ходе расщепления энергетических материалов энергия, кумулируемая в макроэргических соединениях, может рассеиваться в виде тепла ("первичная теплота"), либо превращаться в те или иные виды работы, в конечном счете также переходящие в тепловую энергию. Однако основное тепло организм получает в результате осуществления тех или иных видов работы (70% теплопродукции), в то время как теплорассеяние составляет лишь 30%.

    Таблица 3. 1. Потребление кислорода различными органами взрослого человека массой 63 кг (Bord Р., 1961)

    Потребление кислорода различными органами взрослого человека массой 63 кг (Bord Р., 1961)

    Орган

    Масса, кг

    Артериовенозная разница по кислороду, см 3

    Потребление кислорода

    абсолютное, см 3 /мин

    относительное

    см 3 /(мин·100 г)

    % от общего

    Скелетные мышцы

    Другие части тела

    Тело в целом

    Для проблемы регуляции теплового обмена существенный интерес представляют источники продукции тепла в покое и при мышечной работе. Образование тепла неразрывно связано с энергетическим обменом. В условиях нормальной жизнедятельности в покое о величине теплопродукции можно судить по интенсивности окислительных процессов (потреблению кислорода). Соответствующие данные приведены в табл. 3.1

    В покое наиболее высокий вклад в теплопродукцию (58,8%) обеспечивается печенью, мозгом и скелетными мышцами. При этом в первых двух органах высоки и относительные показатели энергетического обмена (артериовенозная разница по кислороду и его относительное потребление органом); в то же время интенсивность обмена в покоящихся мышцах невелика и валовое значение их теплопродукции определяется просто значительной массой мышечпой ткани.

    Структура энергозатрат в тканях (Иванов К. П., 1972) показывает, что из 1600 ккал/сут (в условиях основного обмена) около 900 ккал улавливается в форме макроэргических связей АТФ, 215 ккал идет на поддержание неравновесных ионных концентраций по обе стороны клеточных мембран, 415 ккал обеспечивает процессы обновления белков, липидов и полисахаридов, и лишь 270 ккал затрачивается на сокращение сердечной мышцы и дыхательных мышц. Вместе с тем все эти процессы характеризуются низкими величинами КПД, например синтез белка имеет КПД 10-13%, транспорт ионов - 20%, синтез АТФ - 50% и т. д. Таким образом, происходит накопление "первичного" и "вторичного" тепла.

    При совершении мышечной работы энергетический обмен в мышцах резко возрастает, о чем можно судить и по такому косвенному показателю, как величина минутного объема крови, протекающей через мышцы в покое и при их сокращении: в первом случае она равна 840 мл/мин, а во втором - 12 500 мл/мин, что указывает на повышение потребления кислорода мышцами по крайней мере в 5 раз. Таким образом, увеличение теплопродукции при мышечной работе обусловлено повышенным образованием тепла в первую очередь в ткани скелетных мышц. Однако следует учитывать еще и адекватное возрастание энергетических процессов (и теплопродукции) в органах, обеспечивающих мышечную работу - в головном и спинном мозге, сердце, дыхательных мышцах, в печени и других органах.

    В условиях термического комфорта важнейшее значение в термогенезе имеют произвольные мышечные движения, потому что именно к ним, как гениально заметил И. М. Сеченов (1863), сводится "все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности". Измерения энерготрат при "обыденных" двигательных актах человека показывают их различную (иногда и значительную) термогенетическую стоимость (Кандрор И. С., 1968).

    В зависимости от поведения человека даже на протяжении нескольких часов сдвиги теплопродукции могут носить характер быстрых и значительных пиков.

    Параметры микроклимата регламентируются с учётом тяжести физического труда и времени года.

    Изменение параметров микроклимата вызывает изменение соотношения величин теплопродукции Q. Так, при нормальных условиях во время лёгкой физической работы доля Qк+ Qтсоставляет около 30 % всей теплоотдачи, Qизл около 45 %, Qисп=20 % и Qв=5 %.

    Чем выше температура окружающих предметов, тем меньше теплоотдача излучением. При повышении температуры окружающего воздуха до температуры тела человека и выше, эффективность теплоотдачи теплопроводностью Qт, конвекциейQ ки излучением Qизл уменьшается и решающее значение приобретает отвод тепла путём испарения влаги (пота) с поверхности тела Qисп. Но интенсивность испарения влаги с поверхности тела человека зависит от относительной влажности Wи скорости движения окружающего воздухаV.

    При Wболее 75 % процесс испарения влаги резко замедляется, а при W=100 % прекращается полностью. Вместе с этим замедляется, а затем и прекращается теплоотдача Qисп. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое «проливное» потоотделение, изнуряющее организм и не создаёт необходимую теплоотдачу. Происходит обезвоживание организма, которое влечёт за собой нарушение остроты зрения и умственной деятельности. Потеря влаги на 15-20% приводит к смертельному исходу.

    Недостаточная влажность (<20%) также оказывает неблагоприятное воздействие на организм, вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания, растрескивания и кровотечения.

    Увеличение скорости воздуха υ всегда приводит к увеличению теплоотдачи в окружающую среду.

    При лёгкой работе разрешается более высокая температура и меньшая скорость движения воздуха.

    В тёплый период года (при температуре вне помещения +10°С и выше) температура в производственном помещении должна быть не более +28°С при лёгкой работе и не более +26°С при тяжёлой работе. Если вне помещения температура более +25°С, то в помещении допускается повышение температуры до +33°С.

    Согласно ДСН 3.3.6 042-99 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений», по степени влияния на тепловое состояние организма человека, микроклиматические условия подразделяются на оптимальные и допустимые. Для рабочей зоны производственных помещений устанавливаются оптимальные и допустимые микроклиматические условия с учетом тяжести выполняемой работы и периода года (табл.3.2).

    Оптимальные микроклиматические условия - это такие условия микроклимата, которые при длительном и систематическом влиянии на человека обеспечивают сохранение теплового состояния организма без активной работы терморегуляции. Они сохраняют обеспечение самочувствие теплового комфорта и создание высокого уровня производительности труда (табл. 3.2.).

    Допустимые микроклиматические условия, которые при длительном и систематическом влиянии на человека могут вызвать изменения теплового состояния организма, но нормализуются и сопровождаются напряженной работой механизмов терморегуляции в границах физиологической адаптации (табл. 3.2.). При этом не возникает нарушений или ухудшения состояния здоровья, но наблюдается дискомфортное тепловосприятие, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

    Условия микроклимата, выходящие за допустимые границы называются критическими и ведут, как правило, к серьезным нарушениям в состоянии организма человека.

    Оптимальные условия микроклимата создаются для постоянных рабочих мест.

    Таблица 3. 2

    Оптимальные величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.

    Период года

    Температура воздуха, 0 С

    Относительная влажность, %

    Скорость движения, м/с

    Холодный период года

    Легкая I-а

    Легкая I-б

    Средней тяжести II-а

    Средней тяжести II-б

    Тяжелая III

    Теплый период года

    Легкая I-а

    Легкая I-б

    Средней тяжести II-а

    Средней тяжести II-б

    Тяжелая III

    Допустимые значения микроклиматических условий устанавливаются в случае, когда на рабочем месте не удается обеспечить оптимальные условия микроклимата согласно технологическим требованиям производства или экономической целесообразности.

    Перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при обеспечении допустимых условий микроклимата не должна быть более 3-х градусов для всех категорий работ, а по горизонтали не должен выходить за пределы допустимых температур категорий работ.

    Внешняя среда, окружающая человека на производстве, влияет на организм человека, на его физиологические функции, психику, производительность труда.