4.1. Действие на организм

4.2. Нормирование параметров микроклимата

4.3. Способы нормализации микроклимата производственных помещений

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

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Как было показано ранее, микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям.

Температура воздуха - степень его нагретости выраженная в градусах, t°.

Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м³ воздуха к их максимально возможному содержанию в этом объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работающего.

Влажность воздуха характеризуется следующими понятиями:

• абсолютная влажность (А), которая выражается парциальным давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха (г/м³);
• максимальная влажность (F) - количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре (г/м³);
• относительная влажность воздуха (Р) выражается в %;

Р = А / F × 100%, (2.1)

Таблица 2.1. Зависимость субъективных ощущений человека от параметров рабочей среды.

Движение воздуха, измеренное в метрах в секунду, создается в результате разности температур в смежных участках помещения, проникновения в помещение холодных потоков воздуха извне при работе вентиляционной системы и др., может обуславливаться особенностями технологического процесса, перемещения машин, агрегатов, людей.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких.

Субъективные ощущения человека меняются в зависимости от изменения параметров микроклимата (табл. 2.1).

Кроме того необходимо учитывать атмосферное давление Н, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислород и азот), а, следовательно на процесс дыхания.

4.1. Действие на организм

Между человеком и окружающей его средой происходит постоянный теплообмен. Теплообменные функции организма, регулируемые терморегуляторными центрами и которой головного мозга, обеспечивают динамическое соотношение процессов теплообразования и теплоотдачи в зависимости от конкретных метеорологических условий среды. Основная роль в теплообменных процессах у человека принадлежит физиологическим механизмам регуляции отдачи теплоты.

В обычных климатических условиях теплоотдача организма осуществляется в основном за счет излучения, на долю которого приходится около 45 % всей излучаемой организмом теплоты, а также за счет конвекции - 30% и испарения 25%.

Часть теплоты расходуется на нагрев воздуха. Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия) соответствующие данному виду работ, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

Q = Qконв + Qизл + Qисп + Qвозд, (2.2).

При пониженной температуре окружающей среды удельный вес конвекционно-радиационных теплопотерь возрастает. В условиях повышенной температуры среды теплопотери конвекцией и излучением значительно уменьшаются, но увеличиваются за счет испарения. При температуре воздуха и ограждений, равной температуре тела, теплоотдача излучением и конвекцией практически теряет свое значение и единственным путем теплоотдачи становится испарение пота.

Низкая температура наружного воздуха и усиление подвижности воздуха способствует увеличению теплопотерь конвекцией и испарением.

Роль влажности при пониженных температурах воздуха значительно меньше. В то же время считается, что при низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплопотери организма в результате интенсивного поглощения водяными парами энергии излучения человека. Однако большое увеличение теплопотерь происходит при непосредственном смачивании поверхности тела и одежды.

Определенное значение для теплообмена организма имеют и теплопотери через органы дыхания, происходящее за счет нагревания выдыхаемого воздуха и испарения влаги с поверхности дыхательных путей. Увеличение теплопотерь тем больше, чем ниже температура выдыхаемого воздуха, а также чем больше объем легочной вентиляции.

В производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей ниже температуры кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно конвекцией и излучением. Если же температура воздуха и окружающих поверхностей такая же, как температура кожи или выше ее, теплоотдача возможна лишь испарением влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей, если воздух не насыщен водяными парами.

Значительная выраженность отдельных факторов микроклимата на производстве может быть причиной физиологических сдвигов в организме рабочих, в ряде случаев патологических состояний и профессиональных заболеваний.

При разных метеорологических условиях в организме человека происходят изменения в ряде функций систем и органов, принимающих участие в терморегуляции, - в системе кровообращения, нервной и потоотделительной системах. Интегральным показателем теплового состояния организма человека является температура тела. О степени напряжения терморегуляторных функций организма и о его тепловом состоянии можно судить также по изменению температуры кожи и тепловому балансу. Косвенными показателями теплового состояния могут служить влагопотери и реакция сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, уровень артериального давления и минутный объем крови).

Стойкое нарушение терморегуляции, вследствие постоянного перегревания или переохлаждения организма обуславливает возникновение ряда заболеваний.

В условиях нагревающего микроклимата ограничение или даже полное исключение отдельных путей теплоотдачи может привести к значительному напряжению и даже нарушению терморегуляции, в результате которого возможно перегревание организма. Это состояние характеризуется повышением температуры тела, учащением пульса, обильным потоотделением и при сильной степени перегревания - тепловом ударе - расстройством координации движений, адинамией, падением артериального давления, потерей сознания. Вследствие нарушения водно-солиевого баланса может развиться также и судорожная болезнь, которая проявляется в виде тонических судорог конечностей, слабости, головных болей и др.

При работах на открытом воздухе во время интенсивного прямого облучения головы возникает солнечный удар, появляется головная боль, расстройства зрения, рвота, судороги, но сохраняется нормальная температура тела и др.

Воздействие инфракрасного излучения на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная реакция сильнее при облучении длинноволновой радиацией, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости в этом случае короче, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в ткани тела коротковолновый участок спектра инфракрасной радиации обладает более выраженным общим действием на организм человека. Так, коротковолновая радиация (0,7 - 2,4 мкм) вызывает повышение температуры глубоколежащих тканей, например при длительном повторном облучении глаз ведет к помутнению хрусталика (профессиональная катаракта).

Под влиянием инфракрасного излучения в организме человека возникают биохимические сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы:

• образуется специфические биологические активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия в крови;
• усиливается секреторная деятельности желудка, поджелудочной и слюнных желез;
• в центральной нервной системе развиваются тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен.

Холодовый дискомфорт (конвекционный и радиационный) вызывает в организме человека терморегуляторные сдвиги, направленные на ограничение теплопотерь и увеличение теплообразования. Уменьшение теплопотерь организма происходит за счет сужения сосудов в перифирических тканях.

Под влиянием низких и пониженных температур воздуха могут развиваться ознобления (припухлость кожи, ее зуд и жжение), обморожения, миозиты, невриты, радикулиты и др. При длительном охлаждении развиваются заболевания периферической нервной, мышечной систем, суставов: радикулиты, невриты, миозиты, ревматоидные заболевания. При частом и сильном охлаждении конечностей могут иметь место нейротрофические изменения в тканях.

4.2. Нормирование параметров микроклимата

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны” устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны помещения, при выборе которых учитываются:

1. время года - холодный период со среднесуточной температурой t £ 10° C и теплый период t > 10° C;
2. категория работы: а) легкие физические работы; б) физические работы средней тяжести; в) тяжелые физические работы.
3. постоянное и непостоянное рабочее место;
4. характеристики помещений по избыткам явного тепла.

Qизб = S Q + S Qyx,

где SQ - суммарное количество поступающего явного тепла,

SQyx - суммарное количество уходящего тепла.

Тепло в помещении складывается от работающих под напряжением приборов, работающих людей, работающих осветительных приборов и за счет нагрева через окна, стены.

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

Допустимые микроклиматические условия - сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействие на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений и нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные ощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Оптимальные показатели микроклимата распространяются на рабочую зону, допустимые показатели устанавливаются дифференцированно для постоянных и не постоянных рабочих мест.

Постоянное рабочее место - место, на котором работающий находится большую часть рабочего времени (более 50% или 2 часа непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным местом считается вся рабочая зона.

Непостоянное рабочее место - место, на котором работающий находится меньшую часть (менее 50% или менее 2 часов непрерывно) своего рабочего времени.

Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности движения воздуха в рабочей зоне должны соответствовать табл.1 ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”. Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим принципам не обеспечиваются оптимальные нормы.

В кабинетах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и других производственных помещениях при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха 22-24° С, его относительная влажность 40-60%, скорость движения не более 0,1 м/с.

Перечень других производственных помещений, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы микроклимата, определяются отраслевыми документами, согласованными с органами санитарного надзора в установленном порядке. Основные параметры приведены в табл. 2.2.

Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах выполняемых сидя, и на 1,5 м - при работах стоя.

Таблица 2.2. Нормируемые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.

* Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения может быть определена интерполяцией.

4.3. Способы нормализации микроклимата производственных помещений

1. Рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий.
2. Рациональное размещение оборудования.
3. Механизация и автоматизация производственных процессов.
4. Дистанционное управление и наблюдение.
5. Внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования.
6. Рациональная тепловая изоляция оборудования. При температуре теплоизлучающей поверхности 500-600°С применяют асбест, юбелитовый порошок, минеральную вату; при t = 800 - 900 °С - асбозурит, унатомитовый кирпич; при t > 1000°С - специальные керамические плитки и.т.д.
7. Защита работающих различными видами экранов. По принципу действия оградительные устройства бывают теплоотражательные, теплопроводящие, теплопоглощающие и комбинированные (ГОСТ 12.4.123 - 83) (водяная завеса).
8. Рациональная вентиляция (воздушный душ).
9. Рационализация режимов труда и отдыха (оазисы).
10. Использование средств индивидуальной защиты (термозащитная спецодежда).