Трудовая деятельность человека всегда протекает в определенных метеорологических условиях, которые определяются сочетанием температуры воздуха, скорости его движения и относительной влажности, барометрическим давлением и тепловым излучением от нагретых поверхностей. Если труд протекает в помещении, то эти показатели в совокупности (за исключением барометрического давления) принято называть микроклиматом производственного помещения.

По определению, приведенному в ГОСТ, микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Если работа выполняется на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года. Однако и в этом случае в рабочей зоне создается определенный микроклимат.

Все жизненные процессы в организме человека сопровождаются образованием теплоты, количество которой меняется от 4....6 кДж/мин (в состоянии покоя) до 33...42 кДж/мин (при очень тяжелой работе).

Параметры микроклимата могут изменяться в очень широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является сохранение постоянства температуры тела.

При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.

При отклонении метеорологических параметров от оптимальных в организме человека для поддержания постоянства температуры тела начинают происходить различные процессы, направленные на регулирование теплопродукции и теплоотдачи. Эта способность организма человека сохранять постоянство температуры тела, несмотря на значительные изменения метеорологических условий внешней среды и собственной теплопродукции, получила название терморегуляции.

При температуре воздуха в пределах от 15 до 25°С теплопродукция организма находится на приблизительно постоянном уровне (зона безразличия). По мере понижения температуры воздуха теплопродукция повышается в первую очередь за

счет мышечной активности (проявлением которой является, например, дрожь) и усиления обмена веществ. По мере повышения температуры воздуха усиливаются процессы теплоотдачи. Отдача теплоты организмом человека во внешнюю среду происходит тремя основными способами (путями): конвекцией, излучением и испарением. Преобладание того или иного процесса теплоотдачи зависит от температуры окружающего воздуха и ряда других условий. При температуре около 20°С, когда человек не испытывает никаких неприятных ощущений, связанных с микроклиматом, теплоотдача конвекцией составляет 25...30%, излучением - 45%, испарением - 20...25%. При изменении температуры, влажности, скорости движения воздуха, характера выполняемой работы эти соотношения существенно меняются. При температуре воздуха 30°С отдача теплоты испарением становится равной суммарной отдаче теплоты излучением и конвекции. При температуре воздуха более 36°С отдача теплоты происходит уже полностью за счет испарения.

При испарении 1 г воды организм теряет около 2,5 кДж теплоты. Испарение происходит, главным образом, с поверхности кожи и в значительно меньшей степени через дыхательные пути (10...20%).

При нормальных условиях с потом организм теряет в сутки около 0,6 л жидкости. При тяжелой физической работе при температуре воздуха более 30 °С количество теряемой организмом жидкости может достичь 10...12 л. При интенсивном потоотделении, если пот не успевает испариться, наблюдается выделение его в виде капель. При этом влага на коже не только не способствует отдаче теплоты, а, наоборот, препятствует этому. Такое потоотделение ведет только к потере воды и солей, но не выполняет основную функцию - усиление отдачи теплоты.

Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может быть причиной ряда физиологических нарушений в организме работающих, привести к резкому снижению работоспособности даже к профессиональным заболеваниям.

Перегрев.При температуре воздуха более 30°С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма, особенно, если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветного восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе - солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами, преимущественно в конечностях. В настоящее время в производственных условиях такие тяжелые формы перегревов практически не встречаются. При длительном воздействии теплового излучения может развиться профессиональная катаракта.

Но даже если не возникают такие болезненные состояния, перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Исследованиями, например, установлено, что к концу 5-часового пребывания в зоне с температурой воздуха около 31°С и влажностью 80...90%; работоспособность снижается на 62%. Значительно снижается мышечная сила рук (на 30...50%), уменьшается выносливость к статическому усилию, примерно в 2 раза ухудшается способность к тонкой координации движений. Производительность труда снижается пропорционально ухудшению метеорологических условий.

Охлаждение.

Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является 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.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность (А) -это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха, максимальная (М) - максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре (состояние насыщения). Относительная влажность (В)определяется отношением абсолютной влажности Ак максимальной Ми выражается в процентах:

Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40…60%.Повышенная влажность воздуха (более 75…85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими - способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.

Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.

Человек ощущает воздействие параметров микроклимата комплексно. На этом основано введение так называемых эффективной и эффективно-эквивалентной температур. Эффективная температура характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и движения воздуха.

Эффективно-эквивалентная температура учитывает еще влажность воздуха. Номограмма для нахождения эффективно-эквивалентной температуры и зоны комфорта была построена опытным путем (рис. 7).

Тепловое излучение свойственно любым телам, температура которых выше абсолютного нуля.

Тепловое воздействие облучения на организм человека зависит от длины волны и интенсивности потока излучения, величины облучаемого участка тела, длительности облучения, угла падения лучей, вида одежды человека. Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны 0,78... 1,4 мкм, которые плохо задерживаются кожей и глубоко проникают в биологические ткани, вызывая повышение их температуры, например длительное облучение такими лучами глаз- ведет к помутнению хрусталика (профессиональной катаракте). Инфракрасное излучение вызывает также в организме человека различные биохимические и функциональные изменения.

В производственных условиях встречается тепловое излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 500 мкм. В горячих цехах это в основном инфракрасная радиация с длиной волны до 10 мкм. Интенсивность облучения рабочих горячих цехов меняется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 5,0...7,0 кВт/м 2 . При интенсивности облучения более 5,0 кВт/м 2

Рис. 7. Номограмма для определения эффективной температуры и зоны комфорта

в течение 2...5 мин человек ощущает очень сильное тепловое воздействие. Интенсивность же теплового облучения на расстоянии 1 м от источника теплоты на горновых площадках доменных печей и у мартеновских печей при открытых заслонках достигает 11,6 кВт/м 2 .

Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м 2 (ГОСТ 12.4.123 - 83 «ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования»).

Метеорологические условия производственных помещений (микроклимат) оказывают большое влияние на самочувствие человека и на производительность его труда.

Для совершения различных видов работы человеку необходима энергия, которая высвобождается в его организме в процессах окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержавшихся в продуктах питания..

Высвобожденная энергия частично расходуется на совершение полезной работы, а частично (до 60 %) рассеивается в виде теплоты в живых тканях, нагревая тело человека.

При этом благодаря механизму терморегуляции температура тела поддерживается на уровне 36,6 °С. Терморегуляция осуществляется тремя способами: 1) изменением скорости окислительных реакций; 2) изменением интенсивности кровообращения; 3) изменением интенсивности потовыделения. Первым способом регулируется выделение теплоты, вторым и третьим способами - теплоотвод. Допускаемые отклонения температуры человеческого тела от нормальной весьма незначительны. Максимальная температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С, минимальная - плюс 25 °С.

Для обеспечения нормального функционирования организма необходимо, чтобы вся выделяемая теплота отводилась в окружающую среду, а изменения параметров микроклимата находились в пределах зоны комфортных условий труда. При нарушении комфортных условий труда наблюдается повышенная утомляемость, снижается производительность труда, возможны перегрев или переохлаждение организма, а в особо тяжелых случаях наступает потеря сознания и даже смерть.

Отвод теплоты от тела человека в окружающую среду Q осуществляется конвекцией Q конв в результате нагрева воздуха, омывающего тело человека, инфракрасным излучением на окружающие поверхности с более низкой температурой Q изл, испарением влаги с поверхности кожи (пот) и верхних дыхательных путей Q исп. Комфортные условия обеспечиваются при соблюдении теплового баланса:

Q =Q конв + Q ииз +Q исп

При нормальной температуре и небольшой скорости воздуха в помещении человек, находящийся в состоянии покоя, теряет теплоту: в результате конвекции - около 30 %, излучением - 45 %, испарением -25 %. Это соотношение может изменяться, так как процесс отдачи теплоты зависит от многих факторов. Интенсивность конвективного теплообмена определяется температурой окружающей среды, подвижностью и влагосодержанием воздуха. Излучение теплоты от тела человека на окружающие поверхности может происходить только в том случае, если температура этих поверхностей ниже температуры поверхности одежды и открытых частей тела. При высоких температурах окружающих поверхностей процесс теплоотдачи излучением идет в обратном направлении - от нагретых поверхностей к человеку. Количество теплоты, отводимого при испарении пота, зависит от температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также от интенсивности физической нагрузки.

Человек обладает наибольшей работоспособностью, если температура воздуха находится в пределах 16-25 °С. На изменение температуры окружающего воздуха человеческий организм благодаря механизму терморегуляции отзывается сужением или расширением кровеносных сосудов, расположенных у поверхности тела. При снижении температуры кровеносные сосуды сужаются, приток крови к поверхности уменьшается и соответственно уменьшается отвод теплоты конвекцией и излучением. Противоположная картина наблюдается при повышении температуры окружающего воздуха: кровеносные сосуды расширяются, приток крови увеличивается и соответственно увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Однако при температуре порядка 30 - 33 °С, близкой к температуре тела человека, отвод теплоты конвекцией и излучением практически прекращается, и большая часть теплоты отводится путем испарения пота с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет много влаги, а с ней и соли (до 30-40 г в сутки). Потенциально это очень опасно, и поэтому должны приниматься меры для компенсации этих потерь.

Например, в горячих цехах рабочие получают подсоленную (до 0,5 %) газированную воду.

Большое влияние на самочувствие человека и связанные с ним процессы терморегуляции оказывают влажность и скорость воздуха.

Относительная влажность воздуха φ выражается в процентах и представляет собой отношение фактического содержания (г/м 3) паров воды в воздухе (D) к максимально возможному влагосодержанию при данной температуре (Dо):

или отношение абсолютной влажностью Р n (парциальное давление водяных паров в воздухе, Па) к максимально возможной Р max при данных условиях (давление насыщенных паров)

(Парциальное давление –давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы занимал один объем всей смеси).

От влажности воздуха напрямую зависит отвод тепла при потовыделении, так как тепло отводится только в том случае, если выделяющийся пот испаряется с поверхности тела. При повышенной влажности (φ > 85 %) испарение пота снижается вплоть до полного его прекращения при φ = 100 %, когда пот каплями стекает с поверхности тела. Такое нарушение теплоотвода может привести к перегреву организма.

Пониженная влажность воздуха (φ < 20 %), наоборот, сопровождается не только быстрым испарением пота, но и усиленным испарением влаги со слизистых оболочек дыхательных путей. При этом наблюдается их пересыхание, растрескивание и даже загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Сам же процесс дыхания может сопровождаться болевыми ощущениями. Нормальная величина относительной влажности 30-60 %.

Скорость движения воздуха в помещении заметно влияет на самочувствие человека. В теплых помещениях при малых скоростях движения воздуха отвод тепла конвекцией (в результате омывания тепла потоком воздуха) очень затруднен и может наблюдаться перегрев организма человека. Увеличение скорости воздуха способствует увеличению отдачи теплоты, и это благотворно сказывается состоянии организма. Однако при больших скоростях движения воздуха создаются сквозняки, которые ведут к простудным заболеваниям как при высоких, так и при низких температурах в помещении.

Скорость воздуха в помещении устанавливают в зависимости от времени года и некоторых других факторов. Так, например, для помещений без значительных выделений теплоты скорость воздуха в зимнее время устанавливается в пределах 0,3-0,5 м/с, а в летнее время - 0,5-1 м/с.

В горячих цехах (помещениях с температурой воздуха более 30 °С) для защиты человека от воздействия теплового излучения применяется так называемый воздушный душ. В этом случае на работающего направляется струя увлажненного воздуха, скорость которой может доходить до 3,5 м/с.

Значительное влияние на жизнедеятельность человека оказывает атмосферное давление . В естественных условиях у поверхности Земли атмосферное давление может колебаться в пределах 680-810 мм рт. ст., но практически жизнедеятельность абсолютного большинства населения протекает в более узком интервале давлений: от 720 до 770 мм рт. ст. Атмосферное давление быстро уменьшается с ростом высоты: на высоте 5 км оно составляет 405, а на высоте 10 км - 168 мм рт. ст. Для человека снижение давления потенциально опасно, причем опасность представляет как само уменьшение давления, так и скорость его изменения (при резком снижении давления возникают болезненные ощущения).

При снижении давления ухудшается поступление кислорода в организм человека в процессе дыхания, но до высоты 4 км человек за счет увеличения нагрузки на легкие и сердечно-сосудистую систему сохраняет удовлетворительное самочувствие и работоспособность. Начиная с высоты 4 км поступление кислорода снижается настолько, что может наступить кислородное голодание - гипоксия . Поэтому при нахождении на больших высотах используются кислородные приборы, а в авиации и космонавтике - скафандры. Кроме того, в летательных аппаратах прибегают к герметизации кабин. В некоторых случаях, например при выполнении водолазных работ или проходке туннелей в водонасыщенных грунтах, работающие находятся в условиях повышенного давления. Поскольку растворимость газов в жидкостях с повышением давления растет, кровь и лимфа работающих насыщаются азотом. Это создает потенциальную опасность так называемой «кессонной болезни», которая развивается тогда, когда происходит быстрое снижение давления. В этом случае азот выделяется с большой скоростью и кровь как бы «вскипает». Образующиеся пузырьки азота закупоривают мелкие и средние кровеносные сосуды, причем этот процесс сопровождается резкими болевыми ощущениями («газовая эмболия»). Нарушения в жизнедеятельности организма могут быть столь серьезными, что иногда приводят к смертельному исходу. Чтобы избежать опасных последствий, снижение давления проводят медленно, в течение многих суток, с тем чтобы избыточный азот удалялся естественным путем при дыхании через легкие.

Для создания нормальных метеоусловий в производственных помещениях осуществляются следующие мероприятия:

механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ, что позволяет освободить рабочих от выполнения тяжелой физической нагрузки, сопровождающейся значительным выделением теплоты в организме человека;

дистанционное управление теплоизлучающими процессами и аппаратами, что дает возможность исключить пребывание работающих в зоне интенсивного теплового излучения;

вынос оборудования со значительным выделением тепла на открытые площадки; при установке такого оборудования в закрытых Помещениях необходимо по возможности исключить направление лучистой энергии на рабочие места;

теплоизоляция горячих поверхностей; теплоизоляцию рассчитывают таким образом, чтобы температура внешней поверхности теплоизлучающего оборудования не превышала 45 °С;

установка теплозащитных экранов (теплоотражающих, теплопоглощающих и теплоотводящих);

устройство воздушных завес или воздушного душирования;

устройство различных систем вентиляции и кондиционирования;

устройство в помещениях с неблагоприятным температурным режимом специальных мест для кратковременного отдыха; в холодных цехах это обогреваемые помещения, в горячих - помещения, в которые подается охлажденный воздух.

Введение

Исследования, показали, что 80% собственной жизни человек проводит в помещении. Из этих восьмидесяти процентов 40% он проводит на рабочем месте. И от того, в каких условиях любому из нас приходится работать, зависит многое. В воздухе офисных зданий и производственных помещений содержатся многочисленные бактерии, вирусы, частицы пыли, вредные органические соединения, такие как молекулы угарного газа и многие другие вещества, неблагоприятно сказывающиеся на здоровье работников. По статистике, 30% офисных служащих страдают повышенной раздражимостью сетчатки глаза, 25% испытывают систематические головные боли, а у 20% - трудности с дыхательными путями.

Актуальность темы в том, что исключительно важную роль на состояние и самочувствие человека, на его работоспособность оказывает микроклимат, а требования к отоплению, вентиляции и кондинционированию непосредственно влияет на здоровье и производительность человека.

Влияние метеорологических условий на организм

Метеорологические условия, или микроклимат производственных помещений, складываются из температуры воздуха в помещении, влажности воздуха и его подвижности. Параметры микроклимата производственных помещений зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года.

Производственный микроклимат, как правило, отличается большой изменчивостью, неравномерностью по горизонтали и вертикали, разнообразием сочетаний температуры и влажности движения воздуха и интенсивности излучения. Многообразие это определяется особенностями технологии производства, климатическими особенностями местности, конфигурацией зданий, организацией воздухообмена с внешней атмосферой, условий отопления и вентиляции.

По характеру воздействия микроклимата на работающих производственные помещения могут быть: с преобладающим охлаждающим действием и с относительно нейтральным (не вызывающим значительных изменений терморегуляции) действием микроклимата.

Метеорологические условия для рабочей зоны производственных помещений регламентируются ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и Санитарными нормами микроклимата производственных помещений (СН 4088-86). В рабочей зоне должны обеспечиваться параметры микроклимата, соответствующие оптимальным и допустимым значениям.

ГОСТ 12.1.005 установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. При длительном и систематическом пребывании человека в оптимальных микроклиматических условиях сохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма без напряжения механизмов терморегуляции. При этом ощущается тепловой комфорт (состояние удовлетворения внешней средой), обеспечивается высокий уровень работоспособности. Такие условия предпочтительны на рабочих местах.

Для создания благоприятных условий работы, соответствующих физиологическим потребностям человеческого организма, санитарные нормы устанавливают оптимальные и допустимые метеорологические условия в рабочей зоне помещения.

Нормирование микроклимата в рабочих помещениях осуществляется в соответствии с санитарными правилами и нормами, изложенными в СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".

Человек может переносить колебания температур воздуха в весьма широких пределах от - 40 - 50 o и ниже до +100 o и выше. Организм человека приспосабливается к столь широкому диапазону колебаний температур окружающей среды посредством регулирования теплопродукции и теплоотдачи человеческого организма. Этот процесс называется терморегуляцией.

В результате нормальной жизнедеятельности организма в нем постоянно происходит образование тепла и его отдача, то есть теплообмен. Тепло образуется вследствие окислительных процессов, из которых две трети падает на окислительные процессы в мышцах. Отдача тепла идет тремя путями: конвекцией, радиацией и испарением пота. В нормальных метеорологических условиях окружающей среды (температура воздуха около 20 o С) конвекцией отдается около 30 %, радиацией - около 45 % и испарением пота - около 25 % тепла.

При низких температурах окружающей среды в организме усиливаются окислительные процессы, увеличивается внутренняя теплопродукция, за счет чего и сохраняется постоянная температура тела. На холоде люди стараются больше двигаться или работать, так как работа мышц ведет к усилению окислительных процессов и увеличению теплопродукции. Дрожь, появляющаяся при длительном нахождении человека на холоде, есть не что иное, как мелкие подергивания мышц, что также сопровождается усилением окислительных процессов и, следовательно, повышением теплопродукции.

Несмотря на то, что организм человека благодаря терморегуляции может приспосабливаться к весьма широкому диапазону колебаний температур, нормальное физиологическое состояние его сохраняется лишь до определенного уровня. Верхняя граница нормальной терморегуляции в полном покое лежит в пределах 38 - 40 o С при относительной влажности воздуха около 30 %. При физической нагрузке или повышенной влажности воздуха этот предел снижается.

Терморегуляция в неблагоприятных метеорологических условиях, как правило, сопровождается напряжением определенных органов и систем, что выражается в изменении их физиологических функций. В частности, при действии высоких температур отмечается повышение температуры тела, что свидетельствует о некотором нарушении терморегуляции. Степень повышения температуры, как правило, зависит от температуры окружающего воздуха и от продолжительности его воздействия на организм. Во время физической работы в условиях высоких температур температура тела увеличивается больше, чем при аналогичных условиях в покое.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Микроклимат или метеорологические условия - это совокупность температуры, влажности, скорости движения воздуха, теплового излучения окружающих предметов.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека предопределяется тем, что последняя может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза, который достигается за счет деятельности различных систем организма (сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной, эндокринной; энергетического, водно-солевого и белкового обменов). Напряжение в функционировании различных систем при воздействии неблагоприятного микроклимата (нагревающего или охлаждающего) может быть причиной угнетения защитных сил организма, возникновения предпатологических состояний, усугубляющих степень влияния и других производственных вредностей (например, вибрации, химических веществ и других), снижения работоспособности и производительности труда, повышения уровня заболеваемости.

С нагревающим микроклиматом человек сталкивается при работе в горячих цехах различных отраслей промышленности (металлургической, стекольной, пищевой и др.), в глубоких шахтах, а также при работе на открытом воздухе в летний период (южные регионы).

При работе в жарком климате (температура воздуха в тени 35-45 "С, почвы 58-60 °С) происходит ослабление деятельности сердечно-сосудистой системы. Снижение работоспособности наблюдается уже при температуре воздуха 25-30 "С.

Работоспособность человека, выполняющего тяжелую физическую работу, уже при температуре воздуха 25°С и влажности 35±5% уменьшается на 16,5%, а при влажности воздуха 80 % - на 24%. Тепловое облучение 350 Вт/м 2 (0,5 кал/ см 2 мин) создает дополнительную нагрузку на различные функциональные системы организма, в результате него (при температуре

воздуха 25 "С и влажности 35%) работоспособность уменьшается на 27%. При температуре воздуха 29,5±2,5 °С и влажности 60% уже к концу первого часа работы снижение работоспособности.

С охлаждающим микроклиматом человек сталкивается при работе на открытом воздухе в зимний и переходным периоды (нефтяники, строители, рабочие горнорудной и угольной промышленности, рабочие железнодорожного транспорта, геологи и др.), а также в производственных помещениях, в которых имеет место низкая температура воздуха, например в хладокомбинатах.

Человеческое тело обладает уникальной способностью поддерживать

постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды.

Однако биологические возможности человека в сохранении постоянной температуры тела весьма ограничены, они основаны на теплообменных процессах, постоянно протекающих между телом человека и окружающей средой.

Теплообменные процессы между человеком и окружающей средой осуществляются тремя путями тепловым излучением, конвекцией и испарением. Доля их в общем теплообмене при нормальных условиях

составляет 45%, 30-35%, 20-25% соотвествтвенно. Испарение у человека осуществляется двумя путями, больший часть тепла удаляется через механизм потоотделения и потоиспарения, меньшая в процессе дыхания. Процентное соотношение этих путей теплообмена может изменится под воздействием метеорологических условий Так с понижением температуры окружающего воздуха значение испарения для теплообмена снижается и растет доля конвекции. А с ростом температуры воздуха значение теплового излучения и

конвекции падает и растет значение испарении, так, что когда температура окружающей среды равна температуре человеческоготела, теплообмен происходит исключительно за счет испарении.

При охлаждении организма теплоотдача растет. Ее уменьшение достигается за счет сужения сосудов в периферических тканях. Если этого недостаточно для обеспечения теплового равновесия, то увеличивается теплообразование. Но возможности организма человека по поддержанию теплового равновесия ограниченны, и охлаждающее действие внешней среды может приводить к переохлаждению. При этом понижается общая сопротивляемость организма к развитию заболеваний, возникают сосудистые расстройства, заболевания суставов. Процесс понижения температуры тела под воздействием микроклимата называется гипотермией.

При повышении температуры окружающей среды теплоотдача организма снижается или даже полностью прекращается. Это нарушает терморегуляцию, ведет к перегреву. Сильный перегрев организма называется тепловым ударом и сопровождается учащением пульса, расстройством координации движений, адинамией, угнетением центральной нервной системы и даже потерей сознания. Процесс повышения температуры тела человека называется гипертермией. Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Следует иметь в виду, что действие климатических условий определяется совокупностью конкретных значений температуры, влажности, скорости движения воздуха.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды.

Влажность - содержание водяных паров в воздухе. Влияет на работоспособность человека, изменяя тепловой баланс организма: низкая влажность (менее 30 %) приводит к потере жидкости и минеральных веществ через кожу и слизистые, а высокая (более 60 %) - к избыточному потовыделению (для предупреждения перегревания), но низкому потоиспарению. Следовательно, подобные условия затрудняют мышечную деятельность человека, создают дополнительную нагрузку на адаптационные системы организма, снижают работоспособность и, значит, требуют уменьшения объема и интенсивности физической нагрузки. Разновидности влажности воздуха: максимальная, абсолютная, относительная- Абсолютная влажность воздуха - это количество водяного пара в определенном объеме воздуха, мг/м 3 . Максимальная влажность воздуха - это максимально возможное содержание водяного пара в определенном объеме воздуха при данной температуре, если концентрация влаги в воздухе достигает максимальной и продолжает расти, начинаются процессы конденсации воды на т.н. ядрах конденсации, ионах или мелких пылевых частицах и образуется туман или выпадает роса. Относительная влажность - это отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной, выраженное в процентах.

Для работоспособности человека большое значение имеют не только температура, влажность, но и скорость, и направление движения воздуха, которые воздействуют как на температурный баланс организма, так и на его психологическое состояние (сильные по скорости потоки (более 6-7 м/с) раздражают, слабые - успокаивают), на частоту и глубину дыхания, частоту пульса, на скорость передвижения человека. В условиях высоких температур и нормальной влажности повышенные скорости движения воздуха вызывают рост испарения с поверхностей тела, тем самым улучшая теплообмен, В условиях низких температур значительные скорости движения воздуха резко ухудшают тепловое состояние человека, сильно интенсифицируя теплообмен.

Тепловое излучение (инфракрасное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами. Интенсивность теплоизлучения измеряется в Вт/м 2 . Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но, поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую, вызывая их нагревание. Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.

Параметры микроклимата производственных помещений могут быть

самыми разными, так как они зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и

вентиляции. Следовательно состояние здоровья работников, находящихся

в производственных помещениях, их работоспособность зависят от состояния микроклимата в этих помещениях.

Оценку теплового состояния человека в производственных помещениях производят в соответствии с методическими рекомендациями Минздрава

№5168-90"Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики

охлаждения и перегревания."

В организме человека непрерывно происходят окислительные реакции, связанные с образованием тепла, которое отдается в окружающую среду. Совокупность процессов, обуславливающих теплообмен между организмом и внешней средой, в результате которого поддерживается постоянная температура тела, называется терморегуляцией .

Если температура выше 30 о С, то теплоотдача происходит за счет испарения влаги с поверхности тела. При этом организм человека теряет большое количество влаги и солей, играющих большую роль в обеспечении жизнедеятельности человека, и нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Особенно неблагоприятные условия имеют место, если наряду с высокой температурой в помещении имеет место повышенная влажность.

Вследствие лучепрозрачности воздуха количества тепла, отдаваемого путем излучения зависит не только от температуры воздуха, но и от температуры ограждающих помещения поверхностей (стены, экраны и т.п.). Таким образом, метеорологические условия производственных помещений определяются:

температурой воздуха;

его влажностью;

скоростью движения воздуха;

интенсивностью инфракрасного и ультрафиолетового излучения от нагретого оборудования.

Влажность воздуха – содержание в нем паров воды – характеризуется понятиями: абсолютной, максимальной и относительной. Абсолютная влажность выражается парциальным давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха (г/м 3).Максимальная влажность – количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре.Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Нормируемой является относительная влажность.

Показатели микроклимата нормируются СанПиН 2.2.4.548 - 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», с учетом энергозатрат работающих, времени выполнения работы и периодов года с целью сохранения теплового баланса человека с окружающей средой, поддержания оптимального или допустимого теплового состояния организма.

4.3. Действие на организм человека вредных паров, газов, пыли и их нормирование

Вредные вещества по степени воздействия на организм человека делятся на 4 (четыре) группы: (чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные и мало опасные).

По характеру воздействия на организм человека вредные пары и газы разделяются на 4 основные группы:

удушающие;

раздражающие;

отравляющие;

наркотические.

Все эти вещества способны вступать с тканями человеческого тела в химическое и физико-химическое воздействие и вызывать нарушение нормальной жизнедеятельности. Такие вещества называются токсичными. Болезненное состояние, возникающее в результате действия токсических веществ, называется отравлением . Токсические вещества проникают в организм человека через дыхательные пути, а хорошо растворяемые в жирах через кожу. Яды, проникающие в организм через дыхательные пути, оказывают наиболее сильное воздействие, т.к. поступают непосредственно в кровь.

В воздушной среде могут, находится и мелкие твердые или жидкие частицы (пыль и туман). Если в данном объеме большую часть занимает воздух, а меньшую частица, то такая смесь называется аэрозолем , а если наоборот –аэрогелем . Пыль во взвешенном состоянии – аэрозоль, в осевшем – аэрогель.

Дисперсность частиц оказывает существенное влияние на физико-химические свойства аэрозоля. Чем больше распылено вещество, тем больше поверхность и тем выше активность вещества.

По характеру действия на организм человека пыль делится на раздражающую и ядовитую. Пылинки раздражающего действия имеют многогранную поверхность с острыми, крючкообразными и иглообразными выступами. Проникновение их в легкие и лимфатические сосуды приводит к заболеванию. Концентрация пыли обычно выражается в мг/м 3 .

Предельно допустимыми являются концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, которые при ежедневной работе в течение 8 часов (40 часов в неделю) за период всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.Рабочей зоной считается пространство высотой до 2м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.