Микроклимат и терморегуляция

Раздел 2. Воздействие негативных физических факторов на человека и среду обитания

Тема 1 Характеристика естественного освещения. Микроклимат и терморегуляция. Механические колебания. Ультразвук. Действие электрического тока на организм человека. Атмосферное давление. Виды излучения и их влияние на организм человека.

Наибольшее количество информации об окружа­ющем нас мире дает зрительный анализатор. В свя­зи с этим рациональное естественное и искусственное освещение в жилых помещениях и обществен­ных зданиях, на рабочих местах имеет важное зна­чение для обеспечения нормальной жизнедеятель­ности и работоспособности человека.

Свет не только обеспечивает нормальную жиз­недеятельность организма человека, но и опреде­ляет жизненный тонус и ритм. Сила биологичес­кого воздействия света на организм зависит от уча­стка спектра длин волн, интенсивности и времени воздействия излучения. Та часть спектра электромагнитных излучений, которая находится в пре­делах длин волн от 10 до 100000 нм, называется оптической областью спектра. Средняя часть оптической области (400-760 нм) приходится на види­мое излучение, воспринимаемое глазом как свет. Такие функции организма, как дыхание, кровооб­ращение, работа эндокринной системы, фермент­ные системы отчетливо меняют интенсивность дея­тельности под влиянием света.

Основные характеристики для оценки освещения

Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единица измерения — люмен (лм). 1 люмен равен количеству световой энергии в 1 Дж, проходящему через еди­ницу площади 1м²,

Сила света, пространственная плотность излуча­емого потока, определяется отношением светового патока к величине телесного угла, в котором он определен. Единицей измерения является кандела (кд).

Освещенность (Е) — определяется как световой поток, приходящийся на единицу площади освеща­емой поверхности. Единица измерения — люкс (лк). 1 лк — освещенность поверхности в 1м², на которую падает световой паток в 1 лм.

Яркость (В) — это уровень светового ощущения, величина, которую непосредственно воспринимает наш глаз. Измеряется в кд/м² или в нитах (нт). 1 нит равняется силе света в 1 канделу с площади в 1 м² в направлении, перпендикулярном площадке. Так, яркость горящей свечи и голубого неба равна при­близительно 1 кд/м². Яркость солнца в полдень 150000 кд/м². При яркости больше 0,75 кд/м² про­исходит сужение зрачка.

Основными физиологическими функциями гла­за являются контрастная чувствительность, зри­тельная адаптация, острога зрения, скорость разли­чения и устойчивость ясного видения.

Микроклимат и терморегуляция

В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных метеорологических условий, или микроклимата.

К основным нормируемым показателям микроклимата воздуха рабочей зоны относятся:

1. температура (t, С)

2. относительная влажность (%)

3. скорость движения воздуха (V,м/с)

4. интенсивность теплового излучения (7, Вт/м2) различных нагретых
поверхностей, температура которых превышает температуру в
производственном помещении.

Если в производственном помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т. е. к человеку, Известно, что различают три принципиально разных элементарных способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

1.Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие
беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов,
молекул или электронов), непосредственно соприкасающихся
друг с другом.

2.Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и
перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

3.Тепловое излучение - это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела, В реальных условиях тепло передается не каким-либо одним из указанных выше способов, а комбинированным.

Нормальное тепловое самочувствие человека при выполнении им работы любой категории тяжести достигается при соблюдении теплового баланса.

Обмораживание. Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано и первую очередь с сужением или расширением сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносные сосуды кожи сужаются, в результате чего замедляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела.

При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: потоотделение за счет расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Но повышенная влажность (> 85%) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой вследствие уменьшения испарения влаги с поверхности кожи, а низкая влажность (<20%) приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Движение воздуха в производственном помещении улучшает теплообмен между телом человека и внешней средой, но излишняя скорость движения воздуха (сквозняки) повышает вероятность возникновения простудных заболеваний.

Постоянное отклонение oт нормальных параметров микроклимата приводит к перегреву или переохлаждению человеческого организма и связанным с ними негативными последствиям:

1. при перегреве - к обильному потоотделению, учащению пульса и дыхания, резкой слабости, головокружению, появлению судорог; а в тяжелых - возникновению теплового удара.

2. при переохлаждении возникают простудные заболевания, хронические воспаления суставов, мышц и др.

Для исключения перечисленных выше негативных последствий необходимо правильно выбирать параметры микроклимата в производственных помещениях.

В отечественных нормативных документах выделены понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

1.Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие сочетания количественных параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Он обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылка для высокого уровня работоспособности.

2.Допустимыми условиями являются такие сочетания количественных параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать переходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Для создания требуемых параметров микроклимата в производственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства. Вентиляция представляет собой смену воздуха в помещении, предназначенную поддерживать в нем соответствующие метеорологические условия и чистоту воздушной среды.

Вентиляция помещений достигается удалением из них нагретого или загрязненного воздуха и подачей чистого наружного воздуха.

Общеобменная вентиляция предназначена для поддержания требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

По способу перемещения воздуха вентиляция может быть как естественной, так и с механическим побуждением, возможно также сочетание этих двух способов. При естественной вентиляции воздух перемещается за счет разности температур в помещении и наружного воздуха, а также в результате ветрового давления (действия ветра). Способы естественной вентиляции: проветривание, аэрация (форточка, окно).

При механической вентиляции воздух перемещается с помощью специальных воздуходувных машин-вентиляторов, создающих определенное давление и служащих для перемещения воздуха в вентиляционной сети. Чаще всего на практике используют осевые и радиальные вентиляторы (компрессоры, насосы).

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной. Общеобменная вентиляция обеспечивает поддержание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная - в определенной его части.

Воздух, всасываемый вентиляторами из атмосферы, после очистки и подогрева поступает в специальные каналы, называемые воздуховодами, и разводится по производственному помещению. Такая вентиляция называется, приточной. Нагретый воздух из помещения, содержащий водяные нары, отводится из помещения с помощью системы вытяжной вентиляции.

Приточная и вытяжная ветвь вентиляции могут быть объединены, в этом случае система вентиляции называется приточно-вытяжной. Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из помещения и прошедшего очистку в системе приточной вентиляции. При этом рециркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающею из атмосферы. Различают следующие устройства местной приточной вентиляции: воздушные души и оазисы, а также воздушно-тепловые завесы.

Для поддержания заданной температуры воздуха в помещениях в холодное время года используют различные системы отопления: водяная, паровая, воздушная и комбинированная.

В системах водяного отопления в качестве теплоносителя используется вода, нагретая либо до 100 С либо перегретая выше этой температуры. Эти системы отопления наиболее эффективны в санитарно- гигиеническом отношения.

Системы парового отопления используются, как правило, в промышленных помещениях. Теплоносителем в них является водяной пар низкого или высокого давления. В воздушных системах для отопления используется нагретый воздух.

Для измерения относительной влажности воздуха используются приборы называемые психрометрами и гигрометрами.

Психрометр - это устройство состоящие из сухого и влажного термометров. У влажного термометра резервуар обернут гигроскопической тканью конец которой опущен в стаканчик с дисцилированной водой. Сухой термометр показывает температуру воздуха в производственном помещении, а влажный - более низкую температуру так как испаряющаяся с поверхности влажной ткани вода отнимает тепло у резервуара термометра. Существуют специальные переводные психрометрические таблицы позволяющие по температурам сухого и влажного термометров определять относительную влажность воздуха в помещении.

Гигрометр, действие которого основано на свойстве некоторых органических веществ (органических мембран, человеческого волоса) удлиняться во влажном воздухе и укорачиваться в сухом

Скорость движения воздуха в производственном помещении измеряется приборами - анемометрами.

Работа крыльчатого анемометра основана на изменении скорости вращения специального колеса, оснащенного алюминиевыми крыльями, расположенными под углом 45 градусов к плоскости, перпендикулярной оси колеса.