Метеорологические условия и их нормирование в производственных помещениях

Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

Q=Qт+Qк+Qи+Qисп+Qв,

поэтому температура внутренних органов человека остается постоянной (36,0°-37,0° С). Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепло­вое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Эта способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.

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 трудоспособности, быстрому утомлению, потере сознания и тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) около 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой темпе­ратуре воздуха она может повышаться от нескольких десятых градуса до 1 .2°С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С, минимальная — 25 °С.

Температура тела человека характеризует процесс терморегуля­ции организма. Она зависит от скорости потери теплоты, которая, в свою очередь, зависит от температуры и влажности воздуха, ско­рости его движения, наличия тепловых излучений и теплозащит­ных свойств одежды. Выполнение работ категорий Пб и III сопро­вождается повышением температуры тела на 0,3 .0,5 °С. При по­вышении температуры тела на 1°С начинает ухудшаться самочув­ствие, появляются вялость, раздражительность, учащаются пульс и дыхание, снижается внимательность, растет вероятность несчас­тных случаев. При температуре 39 °С человек может упасть в об­морок.

Температура кожного покрова человека, находящегося в состо­янии покоя в комфортных условиях, находится в пределах 32 .34 °С. С повышением температуры воздуха она также растет до 35 °С, после чего возникает потоотделение, ограничивающее даль­нейшее увеличение температуры кожи, хотя в отдельных случаях (особенно при высокой влажности воздуха) она может достигать 36 .37 °С. Установлено, что при разности температур на централь­ных и периферических участках поверхности тела менее 1,8 °С человек ощущает жару; 3 .5° С — комфорт; более 6°С — холод. При увеличении температуры воздуха также уменьшается разни­ца между температурой кожи на открытых и закрытых участках тела.

Теплоощущения человека чаще всего оценивают по пяти- или семибалльной шкале:

по пятибалльной — «холодно», «прохладно», «комфорт», «теп­ло», «жарко»;

по семибалльной — «очень холодно», «холодно», «прохладно», «комфорт», «тепло», «жарко», «очень жарко».

Эти ощущения человека зависят также от термического сопро­тивления Rj его одежды, представляющего собой отношение тол­щины слоя одежды (толщина хлопковых тканей колеблется в пре­делах 0,10 .0,22 мм, а шелковых — 0,043 .0,07 мм) к коэффициен­ту теплопроводности материала X, из которого она сделана. Для натурального шелка Х = 0,043 .0,053 Вт/(м * К), шерстяной тка­ни—0,052, льняной ткани —0,088, кожи —0,15, для капрона X = 0,24 Вт/(м • К).

Сердечно-сосудистая система испытывает большое напряже­ние при выполнении тяжелой работы в условиях повышенных температур. Нарушается водный обмен, сгущается кровь, усилива­ется ее приток к коже и подкожной жировой клетчатке, расширя­ются периферические сосуды, учащается пульс и снижается арте­риальное давление. При одной и той же физической нагрузке час­тота пульса тем больше, чем выше температура окружающего че­ловека воздуха.

Работоспособность человека в значительной степени снижает­ся при труде в условиях, сильно отличающихся от комфортных. Отрицательное влияние соответствующих параметров микрокли­мата на центральную нервную систему, другие органы и системы проявляется в ослаблении внимания, замедлении реакций, ухуд­шении координации движений, в результате чего уменьшается производительность труда и могут возникать травмы. В отдельных случаях работа при высокой температуре воздуха ведет к сниже­нию производительности труда до 80 % по сравнению с аналогич­ным показателем, зафиксированным в комфортных условиях.

Процессы регулирования тепловыделений осущест­вляются в основном тремя способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовы­деления.

Терморегуляция биохимическим путем, называемая химической терморегуляцией, заключается в изменении теплопродукции в орга­низме за счет регулирования скорости окислительных реакций. Изме­нение интенсивности кровообращения и потовыделения изменяет отдачу теплоты в окружающую среду и поэтому называется физической терморегуляцией.

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Установ­лено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность человека начинает падать. Предельная температура вдыхаемого возду­ха при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116°С.

При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха и поверхностей оборудования и помещений 30 - 35° С отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздуха большая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и соли, играющие важную роль в жизнедеятельности организма. Поэтому в горячих цехах рабочим дают подсоленную воду.

При понижении температуры окружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, и отдача теплоты конвекцией и излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность (φ>85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность (φ<20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей. Оптимальные величины относительной влажности составляют 40 - 60%.