Обеспечение комфортных условий для жизнедеятельности человека.

Человек и окружающая среда взаимодействуют и развиваются  лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся  в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой.

    Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информаций. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека или природную среду.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т.д.) и действиями человека. Измеряя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе « человек- среда обитания»:

комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным  условиям взаимодействия: создают оптимальные  условия деятельности и отдыха; предпосылки  для проявления наивысшей трудоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности  компонент среды обитания.

допустимое, когда  потоки, воздействуя на человека и  среду обитания, не оказывают негативного  влияния на здоровье, но приводят к  дискомфорту, снижая эффективность  деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых процессов у человека и в среде обитания.

опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают  негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном взаимодействии заболевания, и/или  приводят к деградации природной  среды.

чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать нарушения в природной среде.

Из четырёх характерных  состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной деятельности, а два других (опасное и чрезвычайно  опасное) – недопустимы для процессов  жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды. Следовательно, поддерживание комфортного и/или  допустимого состояний является способом повышения защищённости человека.

Комфортное состояние  жизненного пространства по показателям  микроклимата и освещения достигается  соблюдением нормативных требований. В качестве критериев комфортности устанавливают значения температуры  воздуха в помещениях, его влажности  и подвижности, соблюдение нормативных  требований к искусственному освещению  помещений и территорий.

2. Влияние  микроклимата.

Параметры – температура  окружающих предметов и интенсивность  физического нагревания организма  характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим  разнообразием. Остальные параметры  – температура, скорость, относительная  влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата.

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряжённости системы терморегуляции организма, называют комфортными или оптимальными.

Условия, при которых  нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. Методы снижения неблагоприятных воздействий в первую очередь производственного микроклимата осуществляются комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий: вентиляция, теплоизоляция поверхностей источников теплового излучения (печей, трубопроводов с горячими газами и жидкостями), замена старого оборудования на более современное, применение коллективных средств защиты (экранирование рабочих мест либо источников, воздушные душирования и т.д.) и др.

Одним из необходимых  условий нормальной жизнедеятельности  человека является обеспечение нормальных условий в помещениях, оказывающих  существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия  или микроклимат, зависят от теплофизических  особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления  и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным  выделением теплоты в окружающую среду. Её количество зависит от степени  физического напряжения в определённых климатических условиях и составляет от 85 дж/с (в состоянии покоя) до 500 дж/с (при тяжёлой работе). Теплоотдача организма человека определяется температурой окружающего воздуха и предметов, скоростью движения и относительной влажностью воздуха. Для того, чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потере трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Одним из важных показателей  теплового состояния организма  является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 град.С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энегрозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжёлой при высокой температуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1…2 град.С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек +45 град.С., минимальная +25 град.С. Основную роль в теплоотдаче играет температурный режим кожи. Её температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30…34 град.С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 град.С., а иногда и ниже.

Теплообмен между  человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением на окружающие поверхности и в процессе теплообмена при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Вместе с потом  организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1%, в т.ч. 0,4…0,6 NaCl). При неблагоприятных условиях на производстве потеря жидкости - 8-10 литров за смену и в ней до 60 гр. поваренной соли (всего в организме около 140 гр. NaCl). Потеря крови лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. Также при высокой температуре легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки, что также может привести к негативным последствиям.

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.

Для восстановления водного баланса работающих в  условиях повышенной температуры устанавливают  пункты подпитки подсоленной (около 0,5% NaCl) газированной водой. В ряде случаев для этой цели применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлаждённую воду или чай.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда  тепловыделение человека полностью  воспринимается окружающей средой, т.к. тогда имеет место тепловой баланс. В этом случае температура внутренних органов остаётся постоянной. Если теплопродукция организма не может  быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры  внутренних органов, и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко». Перегревание приводит к гипертермии  – перегреванию организма выше допустимого  уровня (до 38-39 град.С.), с такими же симптомами, как и у теплового удара. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем её воспроизводит человек, то происходит охлаждение организма (холодно). Длительное воздействие пониженной температуры, большая подвижность и влажность воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма – гипотемии. Теплоизоляция человека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лёжа), от окружающей среды приводит к повышению температуры внутренних органов уже через 1 час на 1,2 град.С. Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5 град.С. и вплотную приблизится к максимально допустимой.

Тепловое самочувствие человека, тепловой баланс в системе  человек-окр.среда зависит от температуры окр. среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физического нагревания организма.

3. Вентиляция  и кондиционирование.

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние  на тепловое самочувствие человека и  его работоспособность.

Для поддержания  параметров микроклимата на уровне, необходимом  для обеспечения комфортности и  жизнедеятельности, применяют вентиляцию помещений, где человек осуществляет свою деятельность. Оптимальные параметры  микроклимата обеспечиваются системами  кондиционирования воздуха, а допустимые параметры – обычными системами  вентиляции и отопления.

Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т.е. удаление из помещения загрязнённого, нагретого, влажного воздуха и подачу в помещение свежего, чистого  воздуха. По зоне действия вентиляция бывает общеообменной, при которой воздухообмен охватывает всё помещение, и местное, когда обмен воздуха осуществляется на ограниченном участке помещения. По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в  которой осуществляется благодаря  возникающей разности давлений снаружи  и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Для постоянного  воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха  в помещении, необходима организованная вентиляция, или аэрация. Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и дверей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).

Основным достоинством естественной вентиляции является возможность  осуществлять большие воздухообмены  без затрат механической энергии. Естественная вентиляция, как средство поддержания  параметров микроклимата и оздоровления воздушной среды в помещении, применяется для непроизводственных помещений – бытовых (квартир) и  помещений, в которых в результате работы человека не выделяется вредных  веществ, избыточной влаги или тепла.

Вентиляция, с помощью  которой воздух подаётся в помещения  или удаляется из них по системам вентиляционных каналов, с использованием специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией. Наиболее распространённая система  вентиляции – приточно-вытяжная, при  которой воздух подаётся в помещение  приточной системой, а удаляется  вытяжной; системы работают одновременно. Приточный и удаляемый вентиляционными  системами воздух, как правило, подвергается обработке – нагреву или охлаждению, увлажнению или очистке от загрязнений. Если воздух слишком запылён или  в помещении выделяются вредные  вещества, то в приточную или вытяжную систему встраиваются очистные устройства.

Механическая вентиляция имеет ряд преимуществ по сравнению  с естественной вентиляцией: большой  радиус действия вследствие значительности давления, созданного вентилятором; возможность  изменять или сохранять необходимый  воздухообмен независимо от температуры  наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение  воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению подогреву или  охлаждению; организовывать оптимальные  воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращения их распределения по всему объёму помещения, а также возможность очищать загрязнённый воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость её сооружения и эксплуатации и необходимостью проведения мероприятий по борьбе с шумовым загрязнением.

Для создания оптимальных  метеорологических условий в  первую очередь в производственных помещениях применяют наиболее совершенный  вид вентиляции – кондиционирование. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с  целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических  условий, независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически  регулируется температура воздуха, его относительная влажность  и скорость подачи в помещения  в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий  и характера технологического процесса в помещении. В ряде случаев могут  проводить специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.д. Кондиционеры бывают местными – для обслуживания отдельных  помещений, комнат, и центральными –  для обслуживания групп помещений, цехов и производств в целом. Кондиционирование воздуха значительно дороже вентиляции, но обеспечивает наилучшие условия для жизни и деятельности человека.

4. Отопление.

Целью отопления  помещений является поддержание  в них в холодный период года заданной температуры воздуха. Системы отопления  разделяются на водяные, паровые, воздушные  и комбинированные. Системы водяного отопления нашли широкое распространение, они эффективны и удобны. В этих системах в качестве нагревательных приборах применяются радиаторы  и трубы. Воздушная система охлаждения заключается в том, что подаваемый воздух предварительно нагревается  в калориферах.

Наличие достаточного количества кислорода в воздухе  – необходимое условие для  обеспечения жизнедеятельности  организма. Снижение содержания кислорода  в воздухе может привести к  кислородному голоданию – гипоксии, основные признаки которой – головная боль, головокружение, замедленная  реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение  обмена веществ.