Микроклимат

Факторы производственной среды

Важнейшим физическим фактором окружающей (производственной) среды, от которого зависят работоспособность и состояние здоровья работающего населения является микроклимат. Производственный микроклимат характеризуется такими параметрами, как уровень температуры и влажности воздуха, скоростью его движения и интенсивностью тепловой радиации преимущественно в инфракрасной и частично в ультрафиолетовой области спектра электромагнитных излучений.

Температура воздуха, определяя метеорологические условия производственной среды, играет важнейшую роль в создании комфортных условий труда промышленных рабочих. На многих производствах – металлургических (доменные, конверторные, мартеновские, прокатные цеха), машиностроительных (литейные, кузнечные, термические цехи), а также тепловых электростанциях, текстильных, резиновых, швейных, стекольных, пищевых производствах, выпуске строительных материалов (кирпич, бетон) труд рабочих сопряжен с влиянием неблагоприятного нагревающего климата. В то же время, ряд производств, напротив, характеризуются пониженной температурой воздуха рабочих мест – труд работников, занятых на элеваторах, в складских помещениях, в некоторых цехах судостроительных заводов, мясо-молочной промышленности.

Работы на открытом воздухе (строительство, лесозаготовка, рыбный промысел, добыча нефти и газа, геологоразведка и др.) в осенний, зимний, весенний и летний периоды года зачастую проходят в крайне неблагоприятных климатических условиях. Порой разница между самой низкой и самой горячей точкой температуры воздуха достигает очень больших значений (диапазон колебаний составляет от 50⁰С до 80⁰С).

В этой связи, является несомненно актуальным гигиеническая оценка основных закономерностей формирования микроклимата, адаптации организма к нагревающему и охлаждающему климату, обоснование соответствующих нормативов, разработка комплексных профилактических мероприятий по обеспечению комфортного микроклимата.

Характеристика микроклимата. Параметрами микроклимата, при которых выполняет работу человек и от которой зависит теплообмен между организмом человека и окружающей средой, являются температура окружающей среды, скорость движения воздуха и влажность воздуха.

Температура окружающей среды и скорость движения атмосферного воздуха зависят от очень многих параметров, определяемых временем года и целым комплексом других гидро-метеорологических факторов, которые формируют климат региона. Движение воздуха в производственных помещениях создается конвекционными потоками, в результате неравномерного нагревания воздушных масс от источников тепловыделения.

Влажность воздуха зависит от содержания в нем паров воды и подразделяется на абсолютную влажность (выражается парциальным давлением водяных паров [Па] или в весовых единицах в определенном объеме воздуха [г/м³]); максимальную влажность (выражается количеством влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре); относительную влажность (выражается отношением абсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах). Дефицит насыщения – это разница между максимальной и абсолютной влажностью воздуха.

Комфортный (нейтральный) микроклимат характеризуется комфортным тепловым ощущением, а тепловой баланс в организме обеспечивается без напряжения процессов терморегуляции.

Нагревающий микроклимат характеризуется тем, что на рабочих местах параметры микроклимата значительно выше средних значений границы зоны комфорта.

Охлаждающий микроклимат характеризуется температурами воздуха значительно меньшими, чем нижние границы зоны комфорта.

Терморегуляция – взаимосочетание процессов теплообразования и теплоотдачи, регулируемых нервно-эндокринным путем.

Теплообразование – тепло, продуцируемое организмом, за счет окислительно-восстановительных реакций при сгорании белков, жиров и углеводов.

Теплоотдача – переход теплоты, освобождаемой в процессе жизнедеятельности, из организма в окружающую среду.

Теплоотдача осуществляется путем радиационной теплоотдачи (излучением тепла телом человека по отношению к окружающим поверхностям, имеющим более низкую температуру); конвекции (отдача тепла с поверхности тела человека притекающими к нему менее нагретым слоям воздуха); проведения тепла (отдача тепла предметам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела); испарения воды с поверхности кожи и дыхательных путей. В условиях метеорологического комфорта, теплоотдача излучением составляет в среднем 50-65%, испарением воды (пота) – 20-25%, конвекцией – 15-30% от общих потерь тепла организмом.

Влияние нагревающего и охлаждающего микроклимата на организм. Являясь саморегулирующей системой, организм человека, используя целый каскад физиолого-биохимических реакций, поддерживает постоянство температуры тела за счет усиления или ослабления механизмов теплопродукции и теплоотдачи. Динамическое соотношение процессов теплообразования и теплоотдачи регулируются терморегуляторными центрами и корой головного мозга. При этом совокупность физиолого-биохимических процессов, обусловленная деятельностью центральной нервной системы, направленной на поддержание температурного гомеостаза, определяет саму суть процесса терморегуляции.

Терморегуляция является одним из наиболее важных физиологических механизмов, с помощью которых поддерживается относительное динамическое постоянство функций организма при различных метеорологических условиях и разной тяжести выполняемой работы. Система терморегуляции включает тепловой центр, расположенный в гипоталамусе, термочувствительные нервные клетки в различных отделах центральной нервной системы, терморецепторы внутренних органов, слизистых оболочек и кожи с соответствующими нервными проводящими путями, эфферентные нервные пути и эффекторные органы в виде кожных сосудов, эндокринных и потовых желез, скелетных мышц.

Среди физиологических механизмов, с помощью которых устанавливается соответствующее соотношение химической и физической терморегуляции, большую роль играет симпатическая нервная система. По симпатическим нервным волокнам импульсы от центральной нервной системы передаются мускулатуре и печени, участвующим в процессе химической терморегуляции. Характер и интенсивность теплоотдачи с поверхности кожи, в реализации механизма которого важное значение отводится сосудистой реакции в ответ на раздражение температурным фактором, также во многом определяется деятельностью симпатической нервной системы.

При воздействии на организм нагревающего климата механизм терморегуляции способствует увеличению теплоотдачи через систему кровообращения и повышенным потоотделением. Роль системы кровообращения состоит в увеличении частоты сердечных сокращений и минутного объема крови, в результате чего происходит усиление тока крови через кожу в следствие расширения кожных сосудов и капилляров. Указанный механизм приводит к увеличению теплопроводности тканей и поступлению тепла в окружающую среду.

При воздействии на организм охлаждающего климата, механизмы терморегуляции направлены на уменьшение теплоотдачи и увеличение количества тепла, вырабатываемого организмом. Уменьшение теплоотдачи происходит в результате сужения (спазма) кровеносных сосудов поверхностных тканей и снижения их температуры. Увеличение теплообразования осуществляется преимущественно за счет повышения мышечного тонуса и рефлекторно возникающей дрожи скелетной мускулатуры.

Сложный процесс физической химической терморегуляции в производственных условиях характеризуется многообразными изменениями и взаимодействием физиологических функций работающего организма. При перегревании и переохлаждении в организме возникают значительные изменения в поведенческих, физиологических реакциях, включая и эндокринную систему. Охлаждение организма, как правило, сопровождается усиленной секрецией адреналина, который стимулирует клеточный обмен и уменьшает теплоотдачу. В таблице № 12 представлена классификация тепловых состояний организма человека, построенная на данных о характере изменения приспособительных механизмов системы терморегуляции в условиях теплового равновесия, перегревания и охлаждения.

Оптимальный микроклимат характеризуется сочетанием таких параметров, которые обусловливают сохранение нормального функционального состояния организма без напряжения реакции терморегуляции. Он создает ощущение теплового комфорта и предпосылки для сохранения высокого уровня работоспособности. Допустимым микроклиматом является сочетание параметров, которые вызывают изменение функционального состояния организма и напряжение реакции терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей.

Таблица № 12. Показатели теплового состояния организма.

Показатель	Уровень физиологических показателей в условиях
перегревания	теплового равновесия	охлаждения
предельно перено-симые	предель-но допус-тимые	допус-тимые	оптималь-ные	допус-тимые	предельно допус-тимые	предельно перено-симые
Теплоощущения	очень жарко	жарко	тепло	комфорт	прох-ладно	холодно	очень холодно
Ректальная температура, °С	39,5-38,5	38,4-37,7	37,6	37,0-37,4	36,7	36,6-35,5	Ниже 35,5
Оральная температура, °С	40,0-38,4	38,3-37,5	37,4	36,6-37,0	36,0	35,9-34,5	Ниже 34,5
Средне-взвешенная температура кожи, °С	40,5-38,0	38,5-36,1	36,0	32,5-33,5	30,0	29,9-27,0	Ниже 27,0
Средняя температура тела, °С	39,5-38,5	38,4-37,6	37,5	36,0-36,7	34,5	34,4-31,7	Ниже 31,7
Разность температур туловища и конечностей (грудь-стопа), °С	-2,5÷+1,5	-1,5÷0		+4,0÷+2,0	+6,0	+6,0÷+10,0	Выше 10,0
Внутренний градиент температур, °С	+1,0÷0	0÷-1,6	-1,6	-4,5÷-3,5	+6,7	-6,7÷-8,5	>-8,5
Теплоизоляция поверхностных тканей, кло	<0,05	0,05-0,10	0,10	0,35-0,25	0,50	0,50-0,60	>0,60
Потеря веса, г/ч	1200-650	650-250		40-60		80-100	-
Частота пульса, уд/мин	160-120	120-90		60-80		60-50	-
Теплопродукция организма, Вт/м^2	80-65	65-45		60-45		70-140	Повышение до 350 с последу-ющим уменьше-нием
Теплоотдача испарением влаги, Вт/м^2	185-150	150-60		10-20		25-35	-
Изменение теплосодержания организма, кДж/м^2	+420÷+250	+250÷+150	+150	-50÷+50	-250	-250÷-60	>-600

Гигиеническое нормирование микроклимата. Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено санитарными и гигиеническими нормами: СанПиН «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» № 355 от 14.07.2005, МЗ РК; СН «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» № 1.02.025-94; ГН «Гигиенические нормы интенсивности инфракрасного излучения от нагретых поверхностей оборудования и ограждений в машинных и котельных отделениях и других производственных помещениях судов» № 1.02.026-94.

Нормируются оптимальные и допустимые параметры микроклимата – температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. Значения параметров микроклимата устанавливаются в зависимости от способности человеческого организма к акклиматизации в разное время года и категории работ по уровню энергозатрат (Таблица № 13).

Таблица № 13. Нормируемые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.

Период года	Категории работ	Температура воздуха, °С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая	оптимальная, не более	допустимая
Верхняя граница	Нижняя граница
На рабочих местах	На рабочих местах, постоянных и непостоянных	На рабочих местах, постоянных и непостоянных
Постоянных	Непостоянных	Постоянных	Непостоянных
Холодный период года	Легкая – 1а	22-24					40-60		0,1	не более 0,1
Легкая – 1б	21-23					40-60		0,1	не более 0,2
Средней тяжести – IIа	18-20					40-60		0,2	не более 0,3
Средней тяжести - IIб	17-19					40-60		0,2	не более 0,4
Тяжелая - III	16-18					40-60		0,3	не более 0,5
Теплый период года	Легкая – 1а	23-25					40-60	55 при 28°С	0,1	0,1-0,2
Легкая – 1б	22-24					40-60	60 при 27°С	0,2	0,1-0,3
Средней тяжести – IIа	21-23					40-60	65 при 26°С	0,3	0,2-0,4
Средней тяжести - IIб	20-22					40-60	70 при 25°С	0,3	0,2-0,5
Тяжелая - III	18-20					40-60	75 при 24°С и ниже	0,4	0,2-0,6

Несмотря на адаптационно-приспособительные процессы, обеспечивающие повышение устойчивости организма человека к дискомфортным метеорологическим условиям среды, длительное и интенсивное воздействие тепла и холода, может привести к нарушению его компенсаторно-защитных механизмов и развитию патологических состояний. С целью исключения негативного влияния микроклимата на организм работающих, регламентируется время пребывания работающего контингента на рабочих местах в условиях нагревающего и охлаждающего климата. При этом среднесменная температура воздуха за обычный режим работы, когда люди находятся на рабочих местах, не должна выходить за пределы допустимых величин для соответствующих категорий работ (Таблицы № 14, 15).

Таблица № 14. Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин.

Температура воздуха на рабочем месте, ^0С	Время пребывания, не более при категориях работ, ч
lа	lб	Па	Пб	III
	–	–	–	–
	–	–	–	–
	–	–	–
	–	–	–
	–	–
	–	–
	–
					–
					–
				–	–
				–	–
			–	–	–
			–	–	–
		–	–	–	–

Таблица № 15. Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин.

Температура воздуха на рабочем месте, ^0С	Время пребывания, не более при категориях работ, ч
lа-lб	Па-Пб	Пl
32,5		–	–
32,0		–	–
31,5	2,5		–
31,0			–
30,5		2,5
30,0
29,5	5,5		2,5
29,0
28,5		5,5
28,0
27,5	–		5,5
27,0	–
26,5	–	–
26,0	–	–

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 (ТНС-индекс). ТНС-индекс является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное воздействие на организм температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения (Таблица № 16).

Таблица № 16. Рекомендуемые величины ТНС-индекса для профилактики нагревания.

Категории работ по уровню энергозатрат	Величины интегрального показателя, ^0С
la (до 120 ккал/час)	22,2-26,4
lб (121-150 ккал/час)	21,5-25,8
lia (151-200 ккал/час)	20,5-25,1
liб (201-250 ккал/час)	19,5-23,9
lll (>250 ккал/час)	18,0-21,8

Профилактические мероприятия. Обеспечение теплового баланса осуществляется путем регулирования значений параметров микроклимата в помещении – температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Поддержание указанных параметров на уровне оптимальных значений обеспечивает комфортные климатические условия человека, а на уровне допустимых – предельно допустимые, при которых система терморегуляции организма человека обеспечивает тепловой баланс и не допускает перегрева и переохлаждения организма.

Применение систем вентиляции, аэрации, отопления и кондиционирования воздуха обеспечивает требуемые параметры микроклимата и состава воздушной среды.

Эффективно работающая вентиляция (вентиляция – организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения отработанного воздуха и подачу на его место свежего), кондиционирование воздуха (кондиционирование – искусственная автоматическая обработка воздуха с целью поддержания оптимальных микроклиматических условий независимо от характера технологического процесса и условий внешней среды), аэрация (а эрация – организованная естественная вентиляция помещений через фрамуги, форточки, окна) и отопление (отопление – система обеспечения оптимальной температуры воздуха в помещении в холодное время года, которое бывает водяным, паровым и электрическим) способствуют улучшению самочувствия человека и повышению его работоспособности.

На промышленном производстве используется комплекс мер, направленных на профилактику неблагоприятного воздействия нагревающего микроклимата, которые могут быть сгруппированы следующим образом:

· меры, направленные на ограничение тепловыделений в рабочую зону или обеспечивающие возможность работы вне зоны нагревающего микроклимата;

· меры, обеспечивающие снижение температуры воздуха и интенсивности инфракрасного излучения в рабочей зоне;

· меры, обеспечивающие нормализацию теплового состояния работающих в условиях нагревающего микроклимата и способствующие восстановлению физиологических показателей организма.

Комплекс инженерно-технических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на снижение влияния нагревающего микроклимата на организм рабочих промышленных предприятий включает следующее: исключение пребывания рабочих в неблагоприятной зоне (механизация и автоматизация производственных процессов дистанционного управления); ограничение тепло- и влаговыделений от технологического источника (герметизация, термоизоляция); снижение инфракрасного излучения (экранирование рабочего места); использование средств индивидуальной защиты (костюмы, обувь, каски, рукавицы, очки, щитки); нормализацию физиологических функций организма работающего (рациональный режим труда и отдыха, питьевой режим обеспечивающий восстановление макро- и микроэлементов, витаминов, гидропроцедуры и др.).

В условиях воздействия на работающих охлаждающего микроклимата, профилактические мероприятия должны быть направлены на регламентацию работ, совершенствование санитарно-бытового обеспечения, применение эффективных способов обогрева работающих от охлаждения. Комплекс профилактических мероприятий включает следующее:

· мероприятия, направленные на создание оптимальных и допустимых микроклиматических условий (теплоизоляция помещений, устройство тамбуров и воздушно-тепловых завес у дверей, эффективно работающее отопление и др.);

· мероприятия, обеспечивающие поддержание допустимого теплового состояния работающих в холодный период года на открытом воздухе, в неотапливаемых помещениях и помещениях с искусственно созданным охлаждающим микроклиматом (применение спецодежды, регламентированные перерывы на обогрев и отдых, помещение для сушки спецодежды и обуви, защита временем).

Применение всего комплекса профилактических мероприятий в условиях нагревающего и охлаждающего микроклимата необходимо проводить в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Дата добавления: 2014-10-31