Теплообмен и микроклимат

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЧЕЛОВЕКА Организм человека поддерживает постоянную температуру тела благодаря свойству терморегуляции, т.е. способности регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Организм отдает тепло путем излучения, конвекции и испарения. Отдача тепла излучением это перенос лучистой энергии от поверхности тела к более холодной окружающей среде (примерно 45 % тепла). Конвекция это перенос теплоты от поверхности тела к более холодному воздуху (примерно 30 % тепла). Конвекция зависит от разности температур тела и окружающей среды. Отвод тепла испарением зависит от скорости движения воздуха и его влажности. Влага испаряется как с поверхности кожи, так и дыхательных путей (примерно 20% тепла). Примерно 5 % тепла расходуется на нагрев пищи и вдыхаемого воздуха. Повышение температуры воздуха сверх оптимального значения нарушает терморегуляцию организма: тело человека будет уже не отдавать тепло, а, наоборот, нагреваться. Температура тела вначале медленно, а затем все быстрее нарастает, человек ощущает слабость, с усиленным выделением пота организм теряет воду и соли, затрудняется работа кровеносной системы. Такой перегрев может быть причиной расстройства сердечно-сосудистой системы. В ряде случаев возможен тепловой удар внезапное расстройство нервной системы (обморок, синюшность, судороги). Большое значение при работе в помещениях имеет сохранение постоянной температуры воздуха по горизонтали и вертикали. Гигиенисты рекомендуют, чтобы эти перепады не превышали 2-3°С: тогда человек не ощущает неравномерности температуры.

При больших перепадах возникает опасность простудных заболеваний. Если отдача тепла превышает его выделение организмом, наступает переохлаждение; Это происходит при пониженной температуре воздуха, при наличии больших масс холодного металла. В неблагоприятных условиях переохлаждение может сопровождаться обморожением отдельных частей тела. Теплоотдача организма зависит от влажности воздуха. Оптимальная относительная влажность воздуха 40%. Повышенная влажность затрудняет теплообмен между телом человека и окружающей средой. Влажность, а также не проницаемая для воздуха и пота одежда способствуют перегреванию тела. При высоких температурах повышенная влажность способствует перегреву, не давая телу остывать за счет испарения пота. При пониженных температурах происходит резкое увеличение теплоотдачи и охлаждение организма, поэтому низкие температуры ощущаются сильнее в районах с повышенной влажностью воздуха. Подвижность воздуха также изменяет теплоотдачу и скорость испарения с поверхности кожи. При ветре температура окружающего воздуха кажется человеку более низкой, чем на самом деле. Недостаточная подвижность воздуха при высокой температуре создает ощущение жары. Если температура воздуха выше температуры тела, то ветер нагревает человека. Это существенный недостаток в микроклимате производственных помещений. На состояние человеческого организма оказывает влияние изменение атмосферного давления, солнечная радиация. Человек легко переносит изменение атмосферного давления со скоростью не более 5 мм рт. ст. в сутки.

Микроклимат Воздушная среда производственного помещения характеризуется: -микроклиматом; -включением вредных веществ (запыленностью, загазованностью); -ионным составом. Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. Микроклимат оценивается в рабочей зоне, т. е. в пространстве высотой до двух метров над уровнем пола или площадки, на которой находится рабочие. Микроклимат – комплекс физических факторов, оказывающих влияние на теплообмен организма с окружающей средой и его тепловое самочувствие. На формирование микроклимата существенное влияние оказывают технологический процесс и климат местности. Показатели микроклимата: -температура, С; -относительная влажность, %; -скорость движения воздуха, м/с; -интенсивность теплового облучения, Вт/м 2 ; -температура ограждающих поверхностей С.

физиологические механизмы теплоотдачи через поверхностные ткани : конвекция; излучение; испарение. Комфортная среда – вырабатываемое человеком тепло полностью отводится в окружающую среду. В условиях комфорта человека не беспокоят его тепловые ощущения – холод или перегрев. Величина тепловыделения организмом человека от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 80 Дж/с (состояние покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа). Воздействие на человека неблагоприятных параметров микроклимата может характеризоваться: -угнетением защитных свойств организма; -ухудшением самочувствия; -снижением работоспособности; -повышением уровня заболеваемости; -усугублением действия на человека вредных веществ, вибрации и др. производственных факторов. В соответствии с ГОСТ показатели микроклимата разделены на оптимальные и допустимые.

Оптимальные микроклиматические условия – сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции (обеспечивают ощущение теплового комфорта, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности, предпочтительны на рабочих местах). Допустимые микроклиматические условия – сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать переходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, но не выходящих за пределы физиологических приспособительных возможностей(не вызывают нарушений здоровья, могут ухудшить самочувствие, снизить работоспособность за счет теплового дискомфорта). Оптимальные условия распространяются на всю рабочую зону. Допустимые - раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест когда невозможно обеспечить оптимальные. Приборы: -температура и влажность воздуха – психрометры МВ-4М, М-34, электротермометры.

- скорости движения воздуха – анемометры АСО-3,АП-1М, ТАМ-1, цилиндрические и шаровые –теплового излучения – актинометры –современные приборы измерения микроклиматических условий

Параметры воздушной среды должны соответствовать: -Сан ПинН «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений; -ГОСТ «Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности». Нормативные документы определяют: -температуру воздуха; -относительную влажность; -скорость движения воздуха; -интенсивность теплового облучения для рабочей зоны в виде оптимальных и допустимых величин с учетом сезона года и тяжести выполняемых работ. При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняемых 50 % и более работающих в соответствующем помещении. К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения (работа контролеров, в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.). Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и Iб (затраты энергии Вт).

К работам средней тяжести (категория II) относят работы: IIа с затратой энергии Вт IIб Вт. В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, В категорию IIδ –работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.). К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий

Период года Категория работ оптимальна я допустимая оптимальная допустимая Оптималь ная, не более допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных верхняя граница нижняя граница рабочих местах постоянны х и непостоянных, не более на рабочих местах постоянны х и непостоянных, не более на рабочих местах постоянны х непостоянных постоянны х непостоянных Холод- ный Легкая - Iа ,1 Не более 0,1 Легкая - Iб ,1 Не более 0,2 Средней тяжести - IIа ,2 Не более 0,3 Средней тяжести - IIб ,2 Не более 0,4 Тяжелая - III ,3 Не более 0,5 Легкая - Iа (при 28°С) 0,10,1-0,2 Легкая - Iб (при 27°С) 0,20,1-0,3 Теплый Средней тяжести - IIа (при 26°С) 0,30,2-0,4 Средней тяжести - IIб (при 25°С) 0,30,2-0,5 Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений по ГОСТ (извлечение)ГОСТ

К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.). ПРОФИЛАКТИКА НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРОКЛИМАТА Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению неблагоприятных условий. Внедрение автоматизации и механизации дает возможность пребывания рабочих вдали от источника радиационной и конвекционной теплоты. К группе санитарно-технических мероприятий относится применение коллективных средств защиты: локализация тепловыделений, теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников либо рабочих мест; воздушное душирование, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды; общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха. Общеобменной вентиляции при этом отводится ограниченная роль –доведение условий труда до допустимых с минимальными эксплуатационными затратами. Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное.