Теоретическое обоснование работы

Микроклимат в производственных помещениях может меняться на протяжении всего рабочего дня, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха. В производственных условиях характерно суммарное (сочетанное) действие параметров микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха.

Микроклимат в производственном помещении зависит от технологиче- ских процессов. Для некоторых производственных процессов металлурги- ческой, машиностроительной, приборостроительной, химической промыш- ленности характерны повышенные температуры воздуха вблизи рабочей зоны. Ряд процессов проводится при строго определенных параметрах мик- роклимата, малейшее изменение которых приводит к браку (например, пла- нарная технология, лазерная сварка и т.п.). В прямой зависимости от техно- логического процесса может быть и влажность воздуха в производственном помещении, например, в травильных, гальванических цехах машинострои- тельных заводов.

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат являются:

температура воздуха;

температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т.п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);

относительная влажность;

скорость движения воздуха;

интенсивность теплового облучения.

Температура воздуха, измеряемая в ºC, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются при наличии соответствующих источников тепловыделений.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подвергается воздействию ее физических и химических факторов: состава воздуха, темпера­туры, влажности, скорости движения воздуха, барометрического давления и др. Особое внимание сле­дует уделить параметрам микроклимата помеще­ний — аудиторий, производственных и жилых зданий. Микроклимат, оказывая непосредственное воздействие на один из важнейших физиологичес­ких процессов — терморегуляцию, имеет огромное значение для поддержания комфортного состояния организма.

Терморегуляция — это совокупность процессов, обеспечивающих равновесие между теплопродукци­ей и теплоотдачей, благодаря которому температу­ра тела человека остается постоянной.

Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя составляет для «стандартного че­ловека» (масса 70 кг, рост 170 см, поверхность тела 1,8 м²) до 283 кДж в час. При легкой физической работе — более 283 кДж в час, при работе средней тяжести — до 1256 кДж в час и при тяжелой — 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма.

Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если тепловое равновесие, т. е. соответствие между теплопродукцией вместе с тепло­той, получаемой из окружающей среды, и теплоот­дачей достигается без напряжения процессов тер­морегуляции. Отдача тепла организмом зависит от условий микроклимата, который определяется ком­плексом факторов, влияющих на теплообмен: тем­пературой, влажностью, скоростью движения воз­духа и радиационной температурой окружающих человека предметов.

Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на теплообмен, нужно знать основ­ные пути отдачи тепла организмом. При нормаль­ных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из легких. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата.

Потеря тепла проведением осуществляется в ре­зультате соприкосновения тела человека с окружа­ющим воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция). Основное количество теп­ла теряется конвекцией. Эта потеря прямо пропор­циональна разности между температурой тела и тем­пературой окружающего воздуха — чем больше разница, тем больше теплоотдача. Если температура воздуха возрастает, потеря тепла конвекцией умень­шается и при температуре 35—36 °С прекращается. Потеря тепла конвекцией увеличивается при уве­личении скорости движения воздуха, которая не дол­жна превышать 2—3 м/сек, так как это может при­вести к переохлаждению организма. Ускоряет теп­лоотдачу повышение влажности воздуха, влажный воздух более теплоемкий.

Потеря тепла испарением зависит от количе­ства влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1г влаги организм теряет 2,43 кДж тепла, при нормальных условиях с по­верхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж энергии.

Считается допустимым для человека снижение его массы на 2-3 % путём испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % ведёт за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15 – 20% приводит к смертельному исходу.

Если температура внешней сре­ды выше, чем температура тела, то единственным путем теплоотдачи остается испарение. Количество пота может достигать 5—10 л в день. Этот вид теп­лоотдачи очень эффективен, если есть условия для испарения пота: уменьшенная влажность и увели­ченная скорость движения воздуха. Таким обра­зом, при высокой температуре окружающей среды увеличение скорости движения воздуха является благоприятным фактором. При низких температу­рах воздуха увеличение его подвижности усиливает теплоотдачу конвекцией, что неблагоприятно для организма, т. к. может привести к переохлажде­нию, простуде и отморожениям. Большая влаж­ность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влия­ет на теплообмен как при высоких, так и при низ­ких температурах. Если температура воздуха выше 30 (высокая), то большая влажность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низ­кой температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т. к. во влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекцией. Оптималь­ная влажность, таким образом, составляет 40—60%.

Дискомфортный микроклимат вызывает напря­жение процессов терморегуляции, имеет место пло­хое теплоощущение, ухудшается условно-рефлекторная деятельность и функция анализаторов, по­нижается работоспособность и качество труда, сни­жается устойчивость организма к воздействию не­благоприятных факторов.

Дискомфортный микроклимат может быть пере­гревающим (гипертермия) и охлаждающим (гипотер­мия).

При дискомфортном микроклимате наблюдает­ся напряжение процессов терморегуляции. Верхняя граница терморегуляции человека в состоянии по­коя составляет: температура воздуха 30—51 °С при относительной влажности 85% или температура воз­духа 40 °С при относительной влажности 50%. При выполнении физической работы границы терморе­гуляции снижаются. Например, при тяжелой мы­шечной нагрузке температура воздуха составляет 5—10 °С при относительной влажности воздуха 40— 60%.

При изменениях микроклимата, выходящих за границы приспособительных физиологических ко­лебаний, дискомфорт проявляется в виде измене­ния самочувствия. Появляется апатия, шум в ушах, мерцание перед глазами, тошнота, помрачение со­знания, повышение температуры тела, судороги и другие симптомы.

Параметры микроклимата на производстве (температура, влажность и скорость движения воздуха) регламентируются в ССБТ ГОСТ 12.1.005-88 (см. Прил.)

1). Они зависят от:

¾ тяжести выполняемой физической работы;

¾ наличия в производственном помещении источников явного тепла (нагретое оборудование, нагретые материалы), т.е. тепла, увеличивающего температуру воздуха в помещении;

¾ времени года.

Все выполняемые работы делятся на три категории:

a) легкие физические работы (категория I)

¾ все виды деятельности с расходом энергии не более 150 ккал/ч (174 Вт);

b) средней тяжести физические работы (категория II)

¾ все виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт).

c) тяжелые физические работы (категория III)

¾ все виды деятельности с расходом энергии более 250 ккал/ч (290 Вт или 1044 кДж/ч).

Легкиефизическиеработы подразделяются на две категории:

¾ Iа - энергозатраты до 120 ккал/ч (139 Вт или 500,5 кДж/ч)

¾ Iб - энергозатраты 121-150 ккал/ч (140-174 Вт или 500,5-626,5 кДж/ч).

К категории Iа относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.)

К категории Iб относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.)

Физическиеработысреднейтяжеститакже подразделяют на две катего-

рии:

¾ IIа - энергозатраты от 151 до 200 ккал/ч (175 - 232 Вт или 626,5 – 835 кДж/ч) и

¾ IIб - энергозатраты от 201 до 250 ккал/ч ( 233 - 290 Вт или 835 – 1044 кДж/ч).

К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, пере- мещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механо-сборочных цехах, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах и т.п.).

К тяжелым физическим работам относятся все виды деятельности, свя- занные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значи- тельных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок и т.п.)

В целях защиты работающих от возможного пе­регревания или охлаждения, при температуре воз­духа выше или ниже допустимых величин установ­лено время пребывания (в часах) на рабочих мес­тах (непрерывно или суммарно за рабочую смену).

В практике санитарно-гигиенического контроля для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата и разработки мероприятий по защите работающих от возможного перегревания исполь­зуется интегральный показатель тепловой нагруз­ки среды.