Щоб фізіологічні процеси в організмі
протікали нормально, теплота, що виділяється
організмом, повинна повністю відводитися
в довкілля. Порушення теплового балансу
може привести до перегріву або до переохолодження
організму і як наслідок до втрати працездатності,
швидкого стомлення, втрати свідомості
і теплової смерті.
Одним з важливих інтегральних показників
теплового стану організму є середня температура
тіла (внутрішніх органів) близько 36,5 °С.
Вона залежить від міри порушення теплового
балансу і рівня енерговитрат при виконанні
фізичної роботи. При виконанні роботи
середнього тягаря і важкою при високій
температурі повітря вона може підвищуватися
від декількох десятих градуса до 1...2°С.
Найвища температура внутрішніх органів,
яку витримує людина, складає 43 °С.
Мінімальна температура навколишнього
середовища – мінус 25 °С.
Температура
тіла людини характеризує процес терморегуляції
організму. Вона залежить від швидкості
втрати теплоти, яка, у свою чергу, залежить
від температури і вологості повітря,
швидкості його руху, наявності теплових
випромінювань і теплозахисних властивостей
одягу. Виконання робіт категорій Пб і
III супроводжується підвищенням температури
тіла на 0,3...0,5 °С. При підвищенні температури
тіла на 1°С починає погіршуватися самопочуття,
з'являються млявість, дратівливість,
частішають пульс і дихання, знижується
уважність, зростає вірогідність нещасних
випадків. При температурі 39 °С людина
може втратити свідомість.
Температура
шкірного покриву людини, що знаходиться
в стані спокою в комфортних умовах, знаходиться
в межах 32...34 °С. З підвищенням температури
повітря вона також зростає до 35 °С, після
чого виникає потовиділення, що обмежує
подальше збільшення температури шкіри,
хоча в окремих випадках (особливо при
високій вологості повітря) вона може
досягати 36...37 °С. Встановлено, що при різниці
температур на центральних і периферичних
ділянках поверхні тіла менше 1,8 °С людина
відчуває жару; 3...5°С — комфорт; більш
6°С — холод. При збільшенні температури
повітря також зменшується різниця між
температурою шкіри на відкритих і закритих
ділянках тіла.
Тепловідчуття
людини найчастіше оцінюють за п'яти- або
семибальною шкалою:
за п'ятибальною
- «холодно», «прохолодно», «комфорт»,
«тепло», «гаряче»;
за
семибальною - «дуже холодно», «холодно»,
«прохолодно» , «комфорт», «тепло», «гаряче
(спекотно)», «дуже спекотно».
Ці відчуття
людини залежать також від термічного
опору Rj його одягу, що представляє собою
відношення товщини шару одягу (товщина
бавовняних тканин коливається в межах
0,10 ... 0,22 мм, а шовкових - 0,043 ... 0,07 мм) до
коефіцієнта теплопровідності матеріалу
X, з якого вона зроблена. Для натурального
шовку Х = 0,043 ... 0,053 Вт / (м*К), вовняної тканини-0,
052, лляної тканини -0,088, шкіри -0,15, для капрону
X = 0,24 Вт / (м*К).
Серцево-судинна
система відчуває велику напругу при виконанні
важкої роботи в умовах підвищених температур.
Порушується водний обмін, згущується
кров, посилюється її приплив до шкіри
і підшкірної жирової клітковини, розширюються
периферичні судини, частішає пульс і
знижується артеріальний тиск. При одному
і тому ж фізичному навантаженні частота
пульсу тим більше, чим вище температура
навколишнього повітря людини.
Працездатність
людини значною мірою знижується при праці
в умовах, що сильно відрізняються від
комфортних. Негативний вплив відповідних
параметрів мікроклімату на центральну
нервову систему, інші органи і системи
проявляється в послаблені уваги, уповільнення
реакцій, погіршення координації рухів,
в результаті чого зменшується продуктивність
праці і можуть виникати травми. В окремих
випадках робота при високій температурі
повітря веде до зниження продуктивності
праці до 80% в порівнянні з аналогічним
показником, зафіксованим в комфортних
умовах.
Процеси регулювання тепловиділень здійснюються
в основному трьома способами: біохімічним
шляхом; шляхом зміни інтенсивності кровообігу
та інтенсивності потовиділення.
Терморегуляція біохімічним шляхом (хімічна
терморегуляція) полягає у зміні теплопродукції
в організмі за рахунок регулювання швидкості
окислювальних реакцій. Зміна інтенсивності
кровообігу і потовиділення змінює віддачу
теплоти в навколишнє середовище і тому
називається фізичною терморегуляцією.
Параметри мікроклімату безпосередньо
впливають на теплове самопочуття людини
і його працездатність. Встановлено, що
при температурі повітря понад 30°С працездатність
людини починає падати. Гранична температура
вдихуваного повітря при якій людина в
стані дихати протягом декількох хвилин
без спеціальних засобів захисту, близько
116 °С.
При високій
температурі повітря в приміщенні кровоносні
судини шкіри розширюються, при цьому
відбувається підвищений приплив крові
до поверхні тіла, і тепловіддача в навколишнє
середовище значно збільшується. Однак
при температурах навколишнього повітря
і поверхонь устаткування і приміщень
30 - 35 °С віддача теплоти конвекцією і випромінюванням
в основному припиняється. При вищій температурі
повітря велика частина теплоти віддається
шляхом випару з поверхні шкіри. У цих
умовах організм втрачає певну кількість
вологи, а разом з нею і солі, що грають
важливу роль в життєдіяльності організму.
Тому в гарячих цехах робітникам дають
підсолену воду.
При пониженні
температури навколишнього повітря реакція
людського організму інша: кровоносні
судини шкіри звужуються, приплив крові
до поверхні тіла сповільнюється, і віддача
теплоти конвекцією і випромінюванням
зменшується. Таким чином, для теплового
самопочуття людини поважно певне поєднання
температури, відносній вологості і швидкості
руху повітря в робочій зоні.
Переносимість людиною температури,
як і його тепловідчуття, значною мірою
залежить від вологості і швидкості навколишнього
повітря. Чим більше відносна вологість,
тим менше випаровується поту в одиницю
часу і тим швидше настає перегрів тіла.
Вологість
повітря надає великий вплив на терморегуляцію
організму. Підвищена вологість (ϕ>85%)
затрудняє терморегуляцію із-за зниження
випару поту, а дуже низька вологість (ϕ<20%)
викликає пересихання слизових оболонок
дихальних доріг. Оптимальні величини
відносної вологості складають 40 - 60%.
Для відновлення водного балансу людей,
що працюють в гарячих цехах, встановлюють
пункти підживлення підсоленою газованою
питною водою з розрахунку 4...5 л на людину
в зміну. На ряді заводів для цих цілей
застосовують білково-вітамінний напій.
У жарких кліматичних умовах рекомендується
пити охолоджену питну воду або чай.
Тривала дія високої температури особливо
у поєднанні з підвищеною вологістю може
привести до значного накопичення теплоти
в організмі і розвитку перегрівання організму
вище за допустимий рівень - до 38-39°С.
У гарячих цехах промислових підприємств
більшість технологічних процесів протікають
при температурах, що значно перевищують
температуру повітря довкілля. Нагріті
поверхні випромінюють в простір потоки
променистої енергії, які можуть привести
до негативних наслідків. Інфрачервоні
промені мають на організм людини в основному
теплову дію, при цьому настає порушення
діяльності серцево-судинної і нервової
систем. Промені можуть викликати опік
шкіри і очей. Найбільш частою і важкою
поразкою очей унаслідок дії інфрачервоних
променів є катаракта ока.
Виробничі процеси, що виконуються при
зниженій температурі, великій рухливості
і вологості повітря, можуть бути причиною
охолоджування і навіть переохолодження
організма—гипотермії. У початковий період
дії помірного холоду спостерігається
зменшення частоти дихання, збільшення
об'єму вдиху. При тривалій дії холоду
дихання стає неритмічним, частота і обсяг
вдиху збільшуються. Поява м'язового тремтіння,
при якому зовнішня робота не відбувається,
а вся енергія перетворюється в теплоту,
може протягом деякого часу зтримувати
зниження температури внутрішніх органів.
Результатом дії низьких температур є
холодові травми.
Рух повітря
в приміщеннях є важливим чинником, що
впливає на теплове самопочуття людини.
У жаркому приміщенні рух повітря сприяє
збільшенню віддачі теплоти організмом
і покращує його стан, але надає несприятливу
дію при низькій температурі повітря в
холодний період року.
Мінімальна
швидкість руху повітря, що відчувається
людиною, складає 0,2 м/с. У зимову пору року
швидкість руху повітря не повинна перевищувати
0,2 - 0,5 м/с, а влітку - 0,2 - 1,0 м/с. У гарячих
цехах допускається збільшення швидкості
обдування робітників (повітряне душування)
до 3,5 м/с.
Відповідно
до ГОСТ 12.1.005 - 88 встановлюються оптимальні
і допустимі метеорологічні умови для
робочої зони приміщення, при виборі яких
враховуються:
1) пора
року - холодний і перехідний періоди
з середньодобовою температурою
зовнішнього повітря нижче +10°
З; теплий період з температурою
+10°С і вище;
2) категорія
роботи; категорії робіт розмежовуються
на основі інтенсивності енерговитрат
організму в ккал/ч (Вт)(табл.1)
Таблиця 1 Класифікація робіт за тягарем
легкі фізичні
роботи |
Категорія Іа, Іб |
Роботи, що виконуються сидячи, стоячи або пов'язані з ходьбою, але не потребують систематичного фізичної напруги.
Енерговитрати до 174 Дж/с |
фізичні роботи
середньої тяжкості |
Категорія ІІа |
Роботи, пов'язані з постійною ходьбою, що виконуються стоячи або сидячи, але не
вимагають переміщення тяжкості. Енерговитрати 175-232 Дж/с |
фізичні роботи
середньої тяжкості |
Категорія ІІб |
Роботи, пов'язані з ходьбою або
перенесенням невеликих (до 10 кг) вантажів. Енерговитрати 232-290 Дж/с |
важкий фізичні
роботи |
Категорія
ІІІ |
Роботи, пов'язані з систематичним фізичним напряженіяем,
зокрема, з постійними пересуваннями і
перенесенням значних (понад 10 кг) тягарів.
Енерговитрати понад 290 Дж/с |
3) характеристика
приміщення по надлишках явної теплоти:
всі виробничі приміщення діляться на
приміщення з незначними надлишками явної
теплоти, що доводяться на 1 м3 об'єму приміщення, 23,2 Дж/( м3с) і менш, і із значними надлишками
- більш 23,2 Дж/(м3с).
Явна теплота
- теплота, що поступає в робоче приміщення
від устаткування, опалювальних приладів,
нагрітих матеріалів, людей і інших джерел,
в результаті інсоляції і що впливає на
температуру повітря в цьому приміщенні.
3.3. Оптимальні умови мікроклімату
Оптимальні
мікрокліматичні умови встановлені по
критеріях оптимального теплового і функціонального
стану людини. Вони забезпечують загальне
і локальне відчуття теплового комфорту
протягом 8-годинної робочої зміни при
мінімальній напрузі механізмів терморегуляції,
не викликають відхилень в стані здоров'я,
створюють передумови для високого рівня
працездатності і є переважними на робочих
місцях.
Оптимальні
величини показників мікроклімату необхідно
дотримувати на робочих місцях виробничих
приміщень (ГОСТ 12.1.005-88, на яких виконуються
роботи операторського типа, пов'язані
з нервово-емоційною напругою (у кабінах,
на пультах і постах управління технологічними
процесами, в залах обчислювальної техніки
і ін.). Перелік інших робочих місць і видів
робіт, при яких повинні забезпечуватися
оптимальні величини мікроклімату визначаються
Санітарними правилами по окремих галузях
промисловості і іншими документами, погодженими
з органами Державного санітарно-епідеміологічного
нагляду в установленому порядку.
Оптимальні
параметри мікроклімату на робочих місцях
повинні відповідати величинам, приведеним
в табл.1, стосовно виконання робіт різних
категорій в холодний і теплий періоди
року.
Перепади
температури повітря по висоті і по горизонталі,
а також зміни температури повітря протягом
зміни при забезпеченні оптимальних величин
мікроклімату на робочих місцях не повинні
перевищувати 2°С і виходити за межі величин,
вказаних в табл.2 для окремих категорій
робіт.
Таблиця
2 Оптимальні величини показників мікроклімату
на робочих місцях виробничих приміщень
Період
року |
Категорія
робіт за рівнєм єнерговитрат, Вт |
Температура
повітря, °С |
Температура
поверхонь, °С |
Відносна
вологість повітря, % |
Швидкість
руху повітря, м/с |
Холодний |
Іа (до
139)
Іб (140-174)
ІІа (175-232)
ІІб (233-290)
ІІІ (більш 290) |
22-24
21-23
19-21
17-19
16-18 |
21-25
20-24
18-22
16-20
15-19 |
60-40
60-40
60-40
60-40
60-40 |
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3 |
Теплий |
Іа (до
139)
Іб (140-174)
ІІа (175-232)
ІІб (233-290)
ІІІ (більш 290) |
23-25
22-24
20-22
19-21
18-20 |
22-26
21-25
19-23
18-22
17-21 |
60-40
60-40
60-40
60-40
60-40 |
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3 |
3.4. Допустимі умови мікроклімату
Допустимі
мікрокліматичні умови встановлені по
критеріях допустимого теплового і функціонального
стану людини на період 8-годинної робочої
зміни. Вони не викликають пошкоджень
або порушень стану здоров'я, але можуть
приводити до виникнення загальних і локальних
відчуттів теплового дискомфорту, напруги
механізмів терморегуляції, погіршення
самопочуття і пониження працездатності.
Допустимі
величини показників мікроклімату встановлюються
у випадках, коли по технологічних вимогах,
технічним і економічно обгрунтованим
причинам не можуть бути забезпечені оптимальні
величини.
Допустимі
величини показників мікроклімату на
робочих місцях повинні відповідати значенням,
приведеним в табл.2 стосовно виконання
робіт різних категорій в холодний і теплий
періоди року(ГОСТ 12.1.005-88).
При забезпеченні
допустимих величин мікроклімату на робочих
місцях:
- перепад
температури повітря по висоті має
бути не більш 3°С;
- перепад
температури повітря по горизонталі, а
також її зміни протягом зміни не повинні
перевищувати:
при категоріях
робіт Iа та Iб - 4° С;
при категоріях
робіт IIа та IIб - 5° С;