Характеристика микроклиматических условий в горячих цехах

Характеристика микроклиматических условий в горячих цехах.

Горячие цехи —  производственные помещения, в которых  технологические процессы сопровождаются значительным образованием и выделением тепла (свыше 20 ккал/час на 1 л³ помещения т.е. нагревающий микроклимат). В условиях теплового излучения и высокой температуры воздуха трудится большое количество рабочих в различных отраслях промышленности: черной и цветной  металлургии, машиностроении, фарфоро-фаянсовой, сахарной, пищевой, текстильной и др. Источниками значительного выделения тепла являются: специфика технологического оборудования (плавильные, сушильные, нагревательные, обжигательные печи и установки); нагретые материалы производства и готовая продукция (слитки, листы, трубы, стекло, расплавленный металл ), выделение тепла при экзотермических химических реакциях; горячий пар и воздух, попадающие в рабочую зону при недостаточной герметизации оборудования; образование тепла работающими станками; инсоляция( в летнее время на юге); перенос тепла от нагретых поверхностей (конвекция). В ряде случаев производственный процесс сопровождается искрами и брызгами расплавленного  металлам (лучистая энергия). В горячих цехах совместное действие лучистого и конвекционного тепла при выполнении физической работы вызывает выраженные сдвиги физиологических функций, изменение процессов теплопродукции и теплоотдачи ,что часто усугубляется высокой влажностью воздуха и низкой скоростью его движения, поэтому нередко в таких цехах условия труда не соответствует гигиеническим нормативам.

Наряду с неблагоприятными условиями микроклимата работники  горячих цехов могут подвергаться воздействию и других вредных факторов, обусловленными технологическими особенностями производства : пыль и токсические газ( углекислый газ, сернистый ангидрид, акролеин) в литейной промышленности, токсичные пары при обработке изделий в цианистых ваннах, шум и вибрация при работе оборудования, действие яркого света на органы зрения  при плавке металла ,значительная физическая нагрузка.

Теплообмен между организмом и производственной средой.

Тепловой обмен человеческого  организма с окружающей средой заключается  во взаимосвязи между образованием тепла в результате жизнедеятельности  организма и отдачей или получением им тепла из внешней среды. Характер и интенсивность теплообмена  между человеком и окружающей средой зависят от метеорологических  условий среды, теплопродукции организма  работающего, функционального состояния  организма, передачи тепла от глубоколежащих тканей к коже, от тяжести труда. Параметры микроклимата в природной среде и в производственных условиях могут изменяться в широких пределах, а температура тела поддерживается  на относительно постоянном уровне (36-37 градусов  Цельсия) за счет соответствия между процессами теплопродукции и теплоотдачи, которое поддерживается процессами терморегуляции(совокупность физиологических реакций организма, обеспечивающих постоянство температуры тела, контролируемых центральной нервной системой).

Отдача тепла организмом осуществляется путем конвекции, излучения, испарения,кондукции 
Под конвекцией понимается непосредственная отдача тепла с поверхности человеческого тела менее нагретым притекающим к нему слоям воздуха. Интенсивность теплоотдачи пропорциональна площади поверхности тела, разности температуры тела и окружающей среды и скорости движения воздуха. Теплоотдача конвекцией у людей в состоянии покоя некомфортных метеорологических условиях составляет 14,2—33,1 % общей теплоотдачи организма. 
Отдача тепла излучением происходит в направлении поверхностей с более низкой температурой. Передача тепла ИК-излучением в производственных условиях является одним из наиболее мощных путей теплообмена человека с окружающей средой и составляет в состоянии покоя в комфортных метеорологических условиях 43,8—59,1 % общей теплоотдачи. 
В ряде случаев в производственных условиях некоторое гигиеническое значение приобретает и передача тепла кондукцией, наблюдающаяся при соприкасании поверхности тела работающего с охлажденным или нагретым оборудованием,материалами. 
Большое место в теплообмене между работающим и окружающей средой занимает отдача тепла испарением влаги с поверхности тела человека. При высокой температуре воздуха и окружающих поверхностей теплоотдача испарением значительно возрастает, при низких температурах удельный вес ее ниже. На характер и величину теплообмена путем теплоотдачи с поверхности человеческого тела влияет также подвижность воздуха. Подвижный воздух благоприятствует отдаче тепла конвекцией вновь притекающим слоям воздуха более низкой температуры, ускоряется испарение влаги с поверхности тела. 
Сложный процесс теплообмена в различной степени зависит от физических условий окружающей среды — от степени и сочетания нагретости, влажности и подвижности воздуха и нагретости окружающих поверхностей. 
Наличие источников тепла и высокой влажности в окружающей среде при выполнении физически тяжелой работы даже при значительной подвижности воздуха затрудняет теплоотдачу организмом, предъявляет высокие требования к терморегуляции, а при нарушении ее приводит к возникновению патологических изменений в организме.

Влияние микроклимата горячих цехов на организм работающих. Формы перегревания.

Микроклимат нагревающий  отличается от нормального микроклимата. Он представляет собой такое сочетание микроклиматических  параметров, при котором появляется  изменение теплообмена работающего человека с окружающей его средой,  которое проявляется в накоплением тепла в организме человека (> 2 Вт) и/или же в увеличении доли тепловых потерь испарением влаги (> 30%).!!

Температура кожи тела.

Под влиянием микроклиматических условий в организме человека может происходить изменение ряда функций систем и органов, принимающих участие в обеспечении температурного гомеостаза. Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма человека является средняя температура тела. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энерготрат при выполнении физической работы.

При выполнении работы средней  тяжести и тяжелой в условиях высокой температуры воздуха  температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1 - 2 °С и более (при явлениях гипертермии).

Температура кожи объективно отражает реакцию организма на воздействие  термического фактора, так как ее температурный режим играет основную роль в теплоотдаче, Будучи более  или менее постоянной величиной  в обычных условиях на одном и  том же участке, температура кожи человека далеко не одинакова на различных  участках. Температура кожи лба колеблется в пределах 32,5 - 34 °С, груди – 31 - 33,5 °С, наименьшую температуру имеет  кожа пальцев стопы - 24,4 С, кисти - 28,5 °С.

С гигиенической точки  зрения для ориентировочной оценки теплового состояния человека, находящегося в состоянии относительного физического  покоя, имеет значение разница температур кожи дистальных участков поверхности  тела (грудь - стопа) и туловища: если она менее 2 - 1,8 °С - это соответствует  ощущению жары, при разнице 2 - 4°С наблюдается  хорошее самочувствие, а выше 6°С наступает ощущение холода. С увеличением  температуры воздуха разница  между температурой туловища и стоп уменьшается.

Высокая температура  и состояние обменных процессов.

Интенсивное потоотделение (до 6 - 10 л за смену) при работе в  условиях воздействия высокой температуры  воздуха приводит к обезвоживанию  организма, потере минеральных солей  и водорастворимых витаминов (С, B1, B2).

Несмотря на восполнение  потери жидкости за счет усиленного питья, к концу смены в таких условиях может иметь место отрицательный  водный баланс, масса тела уменьшается  на 3 - 4 кг и более. Такие потери влаги  приводят к сгущению крови, "повышению  ее вязкости, нарушению солевого обмена. При тяжелой работе в условиях высокой температуры может выделиться с потом до 30 – 40 г NaCl (всего в  организме около 140 г NaCl). При потере хлоридов снижается способность белковых коллоидов к набуханию, следовательно, к удержанию воды. Уменьшается содержание внутриклеточной воды и увеличивается концентрация внеклеточной. Потеря 20%, т. е. 28 - 30 г NaCl, ведет к прекращению желудочной секреции, дальнейшая потеря NaCl вызывает мышечный спазм, судороги. Кроме NaCl, происходит потеря организмом калия, кальция, магния, меди, цинка, йода и других микроэлементов, что может обусловливать нарушение проводимости сердечной мышцы, проницаемости форменных элементов крови.

Потеря водорастворимых  витаминов (С, B1, B2) при сильном потоотделении  может достигать 15 - 25% необходимой  суточной дозы, что способствует развитию витаминного дефицита. Так, значительный витаминный дефицит (С, B1 и В2) был обнаружен у рабочих горячих цехов металлургических, фарфоровых и керамических заводов. При высокой температуре воздуха и дефиците воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки. При перегревании отмечается усиленный белковый распад, накопление остаточного азота и аммиака в крови, развивается ацидотическое состояние.

Влияние нагревающего микроклимата на функциональное состояние  сердечно-сосудистой системы.

Действие высокой температуры  воздуха на организм нередко вызывает серьезные и стойкие изменения  в деятельности сердечно-сосудистой системы.

Под влиянием высокой температуры  происходит перераспределение крови  за счет увеличения кровенаполнения  сосудов кожи, подкожной клетчатки  и обеднения кровью внутренних органов. Наблюдается выраженная пульсовая  реакция. В начальном периоде  температурного воздействия происходит рефлекторное учащение пульса без повышения  температуры тела. Затем с увеличением  температуры тела устанавливается  линейная зависимость между накоплением  тепла в организме и приростом  частоты сердечных сокращений. С  увеличением температуры тела на 1 градус, пульс учащается на 10 ударов в 1.минуту.

Тахикардия при воздействии  высокой температуры обусловлена  не только повышением температуры крови, действующей на соответствующие  центры ЦНС, но и раздражением термоцентров биологически активными веществами, образующимися при гипертермии  и стимулирующими работу сердца.

При постоянном и длительном действии высокой температуры максимальное и минимальное артериальное давление чаще, всего снижается. При значительном же перегревании отмечается повышение максимального и снижение минимального артериального давления, что связано, видимо, с повышением температуры крови, снижением тонуса стенки периферических сосудов, расширением их и падением периферического сопротивления.

Длительное увеличение частоты  сердечных сокращений, падение сосудистого  тонуса, ведущее к нарушениям равновесия в распределении крови и к  недостаточному кровоснабжению мышцы  сердца, сгущение крови приводит к  ослаблению функциональной способности  сердца.

На ЭКГ у рабочих  горячих цехов обнаруживаются преходящие и стойкие изменения, проявляющиеся  в гипертрофии правого желудочка, изменениях возбудимости предсердий. ЭКГ в ряде случаев позволяет  выявлять нарушения обменного характера, дистрофические изменения миокарда (последние обнаруживаются как у  молодых рабочих, так и среди  рабочих с большим стажем работы в горячих цехах).

Перегревание  и дыхание.

При воздействии высокой  температуры и теплового облучения  наблюдаются изменения со стороны  дыхания. Значительно повышается возбудимость дыхательного центра, что выражается увеличением частоты дыхания. У  рабочих литейных цехов дыхание  может учащаться до 50% от исходного, тогда как при аналогичной  работе, но при нормальной температуре  частота дыхания увеличивается  на 11 %. Даже кратковременная работа при высокой температуре воздуха  и интенсивном тепловом облучении  сопровождается учащением дыхания  в 2 раза. Характер дыхания становится поверхностным.

Влияние перегревания на другие системы и органы.

Работа в условиях высокой  температуры оказывает влияние  на функциональное состояние ряда других органов и систем. В условиях высокой  температуры снижается секреция желудочного и поджелудочного сока, желчи, угнетается моторика желудка. Печень отвечает снижением гликогенообразовательной функции. Отрицательное влияние  на ЦНС проявляется в снижении силы условных рефлексов, ослаблении внимания, ухудшении координации движений, способности к переключению, замедлении реакций, что может быть причиной роста травматизма, снижения работоспособности и производительности труда.

Установлено снижение работоспособности  у шахтеров по мере увеличения температуры  воздуха. Так, если при температуре  воздуха 26 °С работоспособность снижается  на 19%, при температуре 32 °С работоспособность  падает на 44 %.

Длительное воздействие  высокой температуры, особенно в  сочетании, с повышенной влажностью, может привести к значительному  накоплению тепла в организме  и развитию перегревания организма выше допустимого уровня (гипертермии ) - состояния, при котором температура тела поднимается до 38 – 39 °С. То же случается и при высоком кратковременном нагревании при температуре выше 60 °С, например при ремонте печей.

Клинически при гипертермии  наблюдается головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового  восприятия предметов, сухость во рту, тошнота, рвота, гиперемия лица, обильное потоотделение. Пульс и дыхание  учащены, температура тела повышена до 38 °С и более. В крови увеличивается  содержание остаточного азота и  молочной кислоты.

Выраженная гипертермия, сопровождающаяся высокой температурой тела (40 - 41 °С) и тяжелым общим  состоянием организма, называется тепловым ударом. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, дыхание частое, поверхностное (50 – 60 в 1 мин), временами судороги, тахикардия, падение АД (тепловой коллапс), потеря сознания.