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 (36 – 37 °С), несмотря на значительные изменения метеорологических условий внешней среды и собственной теплопродукции, получила название терморегуляции. Различают:
· физическую,
· химическую терморегуляцию.
Химическая терморегуляция достигается снижением уровня обмена веществ при угрозе перегревания организма или его усилением при охлаждении. Физическая терморегуляция регулирует отдачу теплоты в окружающую среду.
|
|
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):
1) конвекцией;
2) излучением;
3) 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 со-
ставляет 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 конвекцией. 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 тела, 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 и даже к профессиональным заболеваниям.
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 цветового 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. Обезвоживание организма вызывает сгущение крови, ухудшается питание тканей и органов. 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 рабо-
тоспособности 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.
Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является причиной многих заболеваний. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности. Отморожение может наступить даже при положительной температуре +3 - 7 ºС. Ему больше всего подвержены пальцы, кисти, стопы, уши, нос. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.
Наибольший процент обморожений и смертей в результате переохлаждения тела человека наблюдается при сочетании низкой температуры воздуха, высокой влажности и большой подвижности воздуха (ветре). Это объясняется тем, что влажный воздух лучше проводит теплоту, а ветер способствует повышению теплоотдачи конвекцией.
Переохлаждения вызывают заболевания периферической нервной системы, радикулит, невралгии лицевого и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит и др. заболевания.
Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают:
1) абсолютную;
|
|
2) максимальную;
3) 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 А к максимальной М и выражается в %:
В = (А/М) ×1 00 %.
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.
В зависимости от относительной влажности производственные помещения классифицируются как:
1) сухие – относительная влажность не превышает 60 %;
2) влажные – относительная влажность от 60 до 75 %;
3) сырые – относительная влажность более 75 %;
4) особо сырые – относительная влажность приближается к 100 %.
Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека, положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. 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.
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 об-
лучения рабочих горячих цехов меняется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 5,0 – 7,0 кВт/м2.
Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м2.
При систематических перегревах организма человека отмечается повышенная восприимчивость его к простудным заболеваниям.