Московский государственный университет печати

На состояние человеческого организма большое влияние оказывают метеорологические условия (микроклимат) в производственных помещениях.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 микроклимат производственных помещений определяется действующими в них на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Если работы выполняются на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическими условиями и сезоном года.

Температура воздуха - параметр, характеризующий его тепловое состояние, т.е. кинетическую энергию молекул газов, входящих в его состав. Измеряется температура в градусах по шкале Цельсия или Кельвина.

Температурный режим помещения зависит как от температуры воздуха в помещении так и от температуры внутренних поверхностей , эти два фактора и определяют конвективный и радиационный теплообмен человека и окружающей среды. Для оценки влияния температур нагретых поверхностей вводится понятие радиационной температуры. Ориентировочно ее можно определить так:

Совместное воздействие и можно охарактеризовать температурой помещения . При небольшой подвижности воздуха можно принять

В большинстве случаев для обычных помещений , и практически равны, поэтому нормируется только температура воздуха .

Под атмосферным давлением понимается величина, характеризующаяся давлением столба атмосферного воздуха на единичную поверхность. Нормальным принято считать давление, равное 1013,25 гПа (гектопаскаль, на практике применяется очень редко) или 760 мм. рт. ст. (1 гПа =
= 100 Па = 3/4 мм. рт. ст.).

Атмосферный воздух состоит из смеси сухих газов и водяных паров, т.е. мы всегда имеем дело с влажным воздухом или паровоздушной смесью. Причем водяной пар может находиться или в перегретом или насыщенном состоянии. Для характеристики содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютной влажностью воздуха называется масса водяных паров, содержащихся в 1 влажного воздуха при данной температуре. Она может быть также определена как парциальное давление водяного пара. Абсолютная влажность при насыщенном состоянии водяных паров (при данной температуре) называется влагоемкостью воздуха.

Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности к максимально возможной при данной температуре, выраженное в процентах.

Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. При обычных температурах легкое движение воздуха, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяным паром и перегретый слой воздуха, способствует хорошему самочувствию. В то же время, в условиях низких температур, большая скорость движения воздуха вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма.

Все жизненные процессы в организме человека сопровождаются образованием теплоты, количество которой меняется от 80 Дж/с (в состоянии покоя) до 700 Дж/с (при выполнении тяжелой физической работы).

Несмотря на то, что факторы, определяющие микроклимат в помещении, могут колебаться в очень широких пределах, температура тела человека остается, как правило, на постоянном уровне (36,6С). Свойство человеческого организма поддерживать тепловой баланс, называется терморегуляцией.

Метеорологические условия, при которых отсутствуют неприятные ощущения и напряженность системы терморегуляции называются комфортными (оптимальными) условиями.

Метеорологические условия воспринимаются человеком как комфортные только в том случае, когда количество выработанного организмом тепла равно общей отдаче тепла в окружающую среду, т.е. при соблюдении теплового баланса.

Теплообмен организма с окружающей средой может происходить различными путями: конвективной передачей тепла окружающему воздуху (в нормальных условиях до 5% всего отводимого тепла); лучистым теплообменом с окружающими поверхностями (40%); контактной теплопроводностью через соприкасающиеся поверхности (30%); испарением влаги с поверхности кожи (20%); за счет нагрева выдыхаемого воздуха (5%).

При понижении температуры воздуха для уменьшения теплоотдачи организм снижает температуру кожных покровов, уменьшает влажность кожи, снижая тем самым теплоотдачу. При повышении температуры воздуха кровеносные сосуды кожи расширяются, происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температуре воздуха 30-35С теплоотдача конвенцией и излучением становится невозможной и большая часть тепла отдается путем испарения влаги с поверхности тела.

Отдача тепла испарением влаги зависит от скорости движения воздуха и его влажности. В горячих цехах доля тепла, отдаваемого организмом за счет испарения, может достигать 95% и более, что в конечном итоге ведет к потере минеральных солей и обезвоживанию. При высокой влажности испарение затруднено, что, в свою очередь, может привести к перегреву организма.

При температуре воздуха более 30С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма. Это может привести к перегреву, особенно, если потеря влаги приближается к 5 л в смену. При этом наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышение температуры тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами конечностей.

Но далее если не возникают подобные болезненные состояния, перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Установлено, что при 5-часовом пребывании в зоне с температурой воздуха 31С и влажностью 80-90% работоспособность снижается на 62%. Значительно снижается выносливость, ухудшается координация движений.

Длительное воздействие низких температур также может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение являются причиной многих заболеваний: миозитов, невритов, радикулитов и др., а также простудных заболеваний. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.

Различные сочетания параметров микроклимата, оказывая на человека комплексное воздействие, могут вызывать одинаковые тепловые ощущения. На этом основано введение так называемых эффективной и эффективно-эквивалентно и температур. Эффективная температура характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и движения воздуха. Эффективно-эквивалентная температура учитывает еще и влажность воздуха. Эффективную температуру и зону комфорта можно определять по номограмме, построенной опытным путем (рис. 4.1 ).

Избыточное тепло, выделение влаги, тепловые излучения, высокая подвижность воздуха ухудшают микроклимат производственных помещений, затрудняют терморегуляцию, неблагоприятно влияют на организм работающих и способствуют снижению производительности и качества труда.

Воздух, загрязненный вредными газами, парами и пылью предопределяет опасность отравления или профессиональных заболеваний, вызывает повышенную утомляемость, и, как следствие этого, увеличивает опасность травматизма.

С точки зрения физиологии воздух следует рассматривать с двух позиций: как воздух, вдыхаемый человеком, и как среду, окружающую человека. Роль воздуха, соответственно, заключается в снабжении организма кислородом, удалении влаги при выдыхании и обеспечении теплообмена человека с окружающей средой. Воздух является также рабочим агентом, который уносит из помещения пыль, влагу, вредные выделения.

Санитарные нормы устанавливают значения оптимальных параметров микроклимата на рабочих местах (табл. 4.1).