Производственный микроклимат

`ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ МИКРОКЛИМАТ

В гигиеническом  отношении микроклимат представляет собой комплекс физических факторов (температуры, влажности и подвижности воздуха), оказывающих влияние на теплообмен организма с окружающей средой, а значит, и на его самочувствие и работоспособность. Таким образом, под производственным микроклиматом в узком смысле понимается сочетание метеопараметров на рабочих местах.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека определяется тем, что поддержание гомеостаза возможно лишь в определенных пределах изменения метеопараметров.

Одним из важных элементов гомеостаза является постоянная температура тела. Сохранение постоянства внутренней температуры подразумевает обеспечение баланса между производством тепла в организме и его отдачей. «Тепловой центр» расположен в гипоталамусе. Кроме него в систему управления входят также терморецепторы кожи и внутренних органов, нервные пути и исполнительные органы в виде кожных сосудов, потовых желез, скелетных мышц и т.д.

Теплопродукция  человека, находящегося в покое, складывается из тепловой энергии, образующейся в брюшной полости ( в основном печени) ~ 50%, 20% - в скелетных мышцах и около 10% - в органах дыхания и кровообращения. Однако при выполнении физических нагрузок основное количество тепла образуется в мышцах.

Теплоотдача осуществляется главным образом излучением в  ИК-диапазоне, конвекцией, кондукцией и за счет испарения влаги.

В нормальных условиях на долю излучения приходится 40-60% всех теплопотерь. Эта величина определяется в основном площадью открытой поверхности тела.

Конвекция - теплоотдача благодаря оттоку нагретого воздуха. Она может быть свободной (за счет разности температур) или вынужденной (при обдувании потоком прохладного воздуха). В условиях теплового комфорта конвекция уносит до 20% тепла.

Кондукция - передача тепла от тела человека через предметы, соприкасающиеся с ним (теплопроводность). В обычных условиях вклад этого механизма невелик (около 3%) - через поверхность подошв, но в кабинах машин может возрастать.

Испарение - важный способ отдачи тепла, особенно при высоких температурах воздуха и при физической работе. В покое и тепловом комфорте покидающая организм влага уносит до 27% тепла, это зависит еще и от влажности воздуха. При наружной температуре воздуха ³ 36 ^оС все 100 % тепла теряются благодаря испарению пота.

Воздействие нагревающего микроклимата

С нагревающим  микроклиматом человек сталкивается при работе в горячих цехах, в  глубоких шахтах, а также при работе на открытом воздухе в летнее время (горячим называется цех с тепловыделением более 23 Вт/м²). При этом поступление тепла обычно обеспечивается излучением или конвекцией.

Работа в  таких условиях сопровождается значительным напряжением систем терморегуляции. Однако когда пот стекает каплями  и не успевает испаряться, теплосъем уменьшается. Это приводит к обеднению организма солями, микроэлементами, витаминами.

При особо неблагоприятных  условиях работы может произойти тепловой удар, который выражается в потере сознания, бледности, падении сердечной деятельности, очень высокой температуре тела.

Солнечный удар может возникнуть у работающих на открытой местности при переоблучении коротковолновой радиацией Солнца через покровы черепа и мозговую оболочку. Симптомы: общая слабость, чувство стеснения в груди, головная боль, тошнота. Инфракрасное излучение Солнца может вызвать даже помутнение хрусталика глаза - катаракту.

Длительная  работа в условиях нагревающего микроклимата приводит к истощению организма, повышается заболеваемость (системы  кровообращения, артериальная гипертония, дистрофическое состояние миокарда, заболевания периферической нервной системы). У рабочих таких профессии в среднем 2.5 раза чаще фиксируются заболевания ЖКТ, особенно часто наблюдаются простудные заболевания, что свидетельствует о депрессии терморегулирующей системы. Кроме того, в этих условиях резко снижается работоспособность, особенно при умственном труде.

Воздействие охлаждающего микроклимата

Организм реагирует  на переохлаждение сокращением теплопотерь  и увеличением теплопродукции. Более  всего охлаждаются конечности – кисти и стопы, наиболее высокая температура кожи сохраняется на голове.

Механизм терморегуляции при этом таков – сокращение теплооттока за счет снижения температуры периферических областей тела. Однако при снижении температуры тела до 10 ^оС и ниже возможно нарушение тканевого дыхания и далеко идущая холодовая патология.

При охлаждении конечностей происходит снижение чувствительности кожи, выносливости мышц кисти, снижается  частота сердечных сокращений, повышается артериальное давление.

Длительное  воздействие холода приводит к развитию и обострению различных заболеваний (сердечно-сосудистой патологии, обострению язвенной болезни, радикулитов).

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата.

Защита  рабочих от переохлаждения и перегрева

Оптимальным микроклиматом называется тот, который обусловливает сохранение нормального функционального состояния организма без напряжения системы терморегуляции.

Допустимым – тот, который вызывает изменения функционального состояния организма и напряжение системы терморегуляции, не выходящие за пределы приспособительных реакций. При этом не возникает нарушения здоровья, не наблюдаются дискомфортные ощущения и снижение работоспособности.

На сегодняшний  день в мире существуют различные  подходы в нормировании параметров микроклимата:

а) в нашей  стране нормируют раздельно все  параметры – температуру, влажность и подвижность воздуха.

б) в США –  иначе, там введена т.н. SET (шкала эквивалентных температур). К примеру, для человека, одетого в стандартный деловой костюм и выполняющего легкую работу, комфортной считается температура, равная 18-35 SET.

Исходя из состояния  систем адаптации человека вводят оптимальные и допустимые диапазоны метеопараметров. Кроме того, есть ещё и границы переносимости (по болевым ощущениям). Например, по температуре – нижняя +10 ^оС, верхняя +45 ^оС.

Границы теплового  комфорта (оптимальные) и допустимых пределов устанавливают исходя из следующих методов:

а) инструментальный: восприятие метеопараметров человеком имитируют приборами, воспринимающими одновременно два или все три параметра. Но этот подход слишком грубый, ибо не учитывает теплопотери вследствие испарения, а также – напряжение систем адаптации;

б) методы, базирующиеся на психологических критериях. Это методы опросов, тестов. Разработаны различные шкалы (Бедфорда, Фангера). Определяется субъективное восприятие микроклимата, его влияние на работоспособность – для определения зоны оптимальных и допустимых значений;

в) методы, основанные на физиологических критериях. Наилучшая реализация метода – шкала SET.

Основной отечественный  НТД ГОСТ 12.1.005-88 Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.

Есть ещё  санитарные правила СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические  требования к микроклимату производственных помещений.

В ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96 диапазоны метеопараметров приведены для:

а) двух условных периодов года «теплого» (t>10 ^oC) и «холодного»;

б) пяти категорий  тяжести работы – Iа, Iб IIа, Iiб, III (зависит от энергозатрат, т.е тяжести труда).

Допустимые  метеоусловия приведены в виде диапазонов всех метеопараметров – температуры, влажности и подвижности воздуха.

Кроме того, СанПиН 2.2.4.548-96 ограничивает тепловое облучение  работающих в условиях перегревающего микроклимата – регламентируется интенсивность ИК-излучения в зависимости от площади открытой поверхности тела.

Интегральным  показателем для микроклимата (учитывающим  как температуру, влажность и подвижность воздуха, так и тепловое излучение) является ТНС-индекс. Этот параметр может быть непосредственно измерен на основе температуры (t_вл) смоченного термометра психрометра и температуры внутри специального зачернённого шара (t_ш). По этим двум величинам и рассчитывается ТНС-индекс:

ТНС = 0,7 t_вл+ 0,3 t_ш

Величина ТНС-индекса  не должна выходить за пределы, указанные в Санитарных правилах.

Методы обеспечения  теплового комфорта – это различные системы отопления, либо кондиционирования помещений, увлажнение воздуха при паровом отоплении, тепловые воздушные завесы на входе в помещения большого объёма, а также – местное воздушное душирование для горячих цехов.

К средствам  индивидуальной защиты работников от переохлаждения относится специальная  тёплая одеждой.

Менее известны организационные меры – обязательные регламентированные перерывы на обогрев для работающих на открытом воздухе при низких температурах, сокращение рабочего дня. Санитарные правила 2.2.4.548-96 регламентируют предельное время пребывания людей на рабочих местах при температуре воздуха выше или ниже допустимых величин (защита временем).

 

вибрация

Вибрацией называется механические колебания упругих тел, проявляющееся в перемещении центра их тяжести или оси симметрии в пространстве, а также в периодическом изменении ими формы, которую они имели в статическом состоянии.

Под вибрацией  понимается возвратно-поступательные движения твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин.

В зависимости  от характера контакта работника  с виброоборудованием различают локальную и общую вибрации.

Локальная вибрация наблюдается при работе с вибрирующим ручным инструментом или настольным оборудованием. Передается через конечности рук и ног.

Общая вибрация преобладает на транспортных машинах, в производственных цехах тяжелого машиностроения, лифтах и т.д., где вибрируют полы, стены или основания оборудования. Передается через опорно-двигательный аппарат.

Общая вибрация по происхождению подразделяется на:

- транспортную, которая возникает в результате  движения машин по местности  и дорогам;

- транспортно-технологическую,  которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении, а также при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или на оптовых базах;

- технологическую,  которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Существует  еще смешанная вибрация, которая воздействует на конечности, и на весь корпус человека.

По направлению  действия вибрация подразделяется на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z для общей вибрации, где X и Y – горизонтальные оси, а Z – вертикальная ось, и действующую вдоль осей ортогональной системы координат Xр, Yр, Zр для локальной вибрации, где ось Xр совпадает с осью мест охвата (рукоятки, руля), а ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Xр и направлением подачи или приложения силы. Во втором случае вибрация вдоль оси Yр не нормируется.

По временным характеристикам вибрации также подразделяются на постоянную (если параметры меняются не более, чем в 2 раза за время наблюдения) и непостоянную.

В зависимости  от характеристики источника вибрации колебания могут быть вынужденными и собственными. Вынужденные колебания происходят под действием сил инерции после кратковременного приложения возмущающей силы.

Резкое увеличение колебаний амплитуды тела, происходящее при совпадении частот вынужденных  и собственных колебаний, называется резонансом.

Воздействие вибрации на организм

Влияние вибрации на организм человека оценивается следующими параметрами:

- частотой колебаний,  представляющей число полных  колебаний в секунду (Гц);

- амплитудой  колебаний, представляющей смещение  колеблющейся точки от нейтральной  оси (м);

- скоростью  вибрации;

- ускорением;

- уровнем виброскорости.

Наиболее вредное воздействие на организм человека вибрация оказывает на частотах резонансов отдельных органов тела. Именно этим опасна вибрация, ведь собственные частоты колебаний многих органов находятся в интервале 3-70 Гц, а у большинства внутренних органов – 3-6 Гц.

Субъективно последствия  вибрации переживаются так (жалобы): головная боль, утомляемость, боли в суставах, онемение и зябкость рук, судороги.

Обычно вибрационная болезнь развивается под действием  вибрации с частотами 35-250 Гц. Вибрационная болезнь – нарушение функций ЦНС и периферийной нервной системы, излечению поддаётся с трудом. В запущенных случаях возможна инвалидность.

Ранняя стадия вибрационной болезни – вегето-сосудистые и секреторные нарушения, позднее наблюдается нарастание дистрофических явлений.

Под воздействием локальной вибрации в первую очередь  поражается нервная система, сосудистая система, двигательный аппарат. У операторов переносного виброинструмента сначала наблюдается снижение болевой чувствительности, выносливости к статическим нагрузкам, позднее – нарушение периферийного кровообращения.

Ясно, что эффект воздействия во многом определяется спектром вибрации, направлением ее воздействия. Есть данные о влиянии вибрации на зрение – это помутнение хрусталика, деструкция стекловидного тела.

гигиеническое нормирование вибрации

Различают гигиеническое  и техническое нормирование вибраций.

Гигиенические – ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационных болезней.