микроклимат самгму. микроклимат. Микроклимат производственных помещений
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
1 6 курс Тема: Микроклимат производственных помещений Микроклимат производственных помещений – это комплекс физических факторов окружающей среды, оказывающих влияние на тепловой обмен и тепловое состояние человека. Включает температуру, влажность, подвижность воздуха, интенсивность теплового излучения и температуру ограждающих поверхностей. Микроклимат производственных помещений зависит от климата, технологического процесса, имеющихся систем вентиляции и отопления. Роль микроклимата в жизнедеятельности человека, определяется тем, что она может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, который достигается за счет системы терморегуляции и усиления деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной и систем обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмен. В зависимости от сочетания параметров и степени влияния на тепловой баланс человека различают микроклимат нагревающий, нейтральный и охлаждающий. Нагревающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении в организме тепла выше верхней границы оптимальной величины (>0,87 кДж/кг) и/или увеличение доли потерь тепла испарением пота (>30%)в общей структуре теплового баланса появлением общих или локальных дискомфортных теплоощущений. Нейтральный (комфортный) микроклимат создаёт комфортное тепловое ощущение, а тепловой баланс в организме обеспечивается без напряжения процессов терморегуляции или с небольшим её напряжением. Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (<0,87кДж/кг) в результате снижения температуры «ядра» и или «оболочки тела». Оптимальные величины показателей микроклимата – обеспечивают общее и локальное ощущение комфорта работающего, одетого в комплект 2 одежды с теплоизоляцией 1 кло в холодный период года и 0,7-0,8 кло в летний период года, в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают изменений в состоянии здоровья человека, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Допустимые величины параметров микроклимата не вызывают повреждений или нарушений в состоянии здоровья, не могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия её понижению работоспособности. Вредные микроклиматические условия характеризуются такими параметрами, которые при их сочетанном действии на человека в течение рабочей смены вызывают такие изменения теплового состояния организма, которые характеризуются общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции, снижением работоспособности. Экстремальные (опасные) микроклиматические условия – те параметры микроклимата, которые при их сочетанном действии на человека даже в течение непродолжительного времени (менее одного часа) вызывают изменения теплового состояния, характеризующиеся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, которое может провести к нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений". СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» п. 5.5, приложение 12 (обязательное), приложение 13 (справочное). МУК 4.3.2756-10 «Методические указания по измерению и оценке микроклимата производственных помещений». 3 МУК 4.3.2895-04 «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания». МУК 4.3.2755-10 «Методические указания интегральной оценки нагревающего микроклимата». Метеорологические условия Метеорологические условия на производстве с позиции гигиены труда представляют собой совокупность физических факторов окружающей среды, включая температуру, влажность, подвижность воздуха и инфракрасное излучение, оказывающих влияние на тепловой обмен и тепловое состояние человека. Производственный микроклимат – метеоусловия ограниченной территории, пространства с соответствующими метеорологическими параметрами воздуха рабочей зоны, где выполняется профессиональная трудовая деятельность человека. Спецификой производственного микроклимата является то, что хотя он формируется под влиянием климата местности (особенно при работах на открытом воздухе), но технология, производственный процесс значительно изменяют физические свойства окружающей воздушной среды, создавая своеобразные метеорологические условия на рабочих местах, что особенно проявляется в закрытых помещениях. В таких помещениях микроклимат зависит, кроме технологии, также от имеющейся системы отопления и вентиляции. В связи с этим микроклимат может быть монотонным, когда его параметры мало изменяются в течение рабочей смены (ткацкие, швейные цеха) или, наоборот, очень динамичным (сталеплавильные, литейные цеха). Многочисленные профессии выполняют свою работу при различных комбинациях метеорологических элементов: при высоких (или низких) температурах воздуха, сочетающихся с нормальной; высокой или низкой влажностью, со значительной интенсивностью инфракрасного излучения (или, наоборот, с радиационным охлаждением), с большой или малой подвижностью воздуха. Все эти возможные сочетания параметров микроклимата по-разному влияют на тепловой обмен и тепловое состояние человека, а следовательно, на его самочувствие, работоспособность и состояние здоровья, и могут быть условно сведены к трем видам. Теплообмен и микроклимат 4 Работая в различных метеорологических условиях, человек сохраняет постоянную температуру тела в одних и тех же пределах, что обеспечивается терморегуляцией - совокупностью физиологических процессов, обусловленных деятельностью центральной нервной системы с координирующей ролью в этих процессах коры головного мозга. Система терморегуляции включает: - тепловой центр, расположенный в гипоталамусе и термочувствительные клетки в различных отделах ЦНС (от спинного мозга до коры головного мозга); - терморецепторы сосудов, внутренних органов, слизистых оболочек и кожи с соответствующими проводящими путями; - эфферентные нервные пути и эффекторные органы в виде кожных сосудов, эндокринных и потовых желез, скелетных мышц. Условно процессы терморегуляции можно разделить на три группы: 1. обеспечивающие увеличение или уменьшение теплоотдачи (физическая терморегуляция); 2. обеспечивающие изменение теплопродукции (химическая терморегуляция); 3. приспособительные действия человека, направленные на создание благоприятного микроклимата и использование одежды (поведенческая терморегуляция). С помощью механизмов эндогенной (физической и химической) терморегуляции обеспечивается определенное соотношение между величиной теплопродукции и теплоотдачи. Поскольку возможности физиологических механизмов изменения теплопродукции и теплоотдачи ограничены, целенаправленное поведение играет основную роль в поддержании теплового баланса. В условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата через терморецепторы кожи и сосудов формируется ощущение теплового дискомфорта, что является стимулом для различного рода поведенческих реакций. Они позволяют ввести тепловой обмен организма с окружающей средой в такие рамки, когда за счет имеющихся механизмов саморегуляции может быть достигнуто равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей. Сохранение же теплового баланса обеспечивает поддержание постоянной температуры внутренней среды организма. При этом велика роль условно- рефлекторных механизмов. Обстановка, в которой происходит работа, 5 воздействие тепла или холода, становится сигнальным раздражителем для процессов терморегуляции. Тепловой баланс в общем виде (весьма схематично) может быть представлен следующим уравнением: Q= M ± R ± C ˗ E где: Q - дефицит или накопление тепла; M - теплопродукция (метаболическое тепло «70% энерготрат); R - отдача или получение тепла излучением; C - отдача или получение тепла конвекцией; E - теплоотдача испарением с поверхности кожи и органов дыхания. При определенных параметрах микроклимата, когда работающие субъективно оценивают свое состояние как комфортное (нейтральное), тепловой баланс (соотношение теплопродукции и теплоотдачи) находится около нуля (Q = ±2 Вт). При превышении теплообразования над теплоотдачей и при накоплении тепла более 2 Вт микроклимат оценивается как нагревающий. В зависимости от тепловой нагрузки и накопления тепла состояние человека соответствует тепловым ощущениям «слегка тепло», «тепло», «жарко». При преобладании теплоотдачи над теплообразованием, когда дефицит тепла более 2 Вт, микроклимат оценивается как охлаждающий, что соответствует в зависимости от холодовой нагрузки и дефицита тепла тепловым ощущениям «слегка прохладно», «прохладно», «холодно». Теплопродукция в условиях охлаждающего и нагревающего микроклиматов Теплопродукция является результатом обмена веществ и энергии в организме и определяется уровнем экзотермических химических реакций. Основным местом теплообразования являются поперечнополосатые мышцы и печень. Изменение теплопродукции осуществляется следующими путями: сокращением или расслаблением скелетных мышц; усилением или ослаблением метаболизма в тканях организма за счет нейроэндокринной регуляции. 6 Сокращение скелетных мышц является ведущим механизмом, обеспечивающим выделение тепла. При произвольных мышечных сокращениях, при физической работе только малая часть вырабатываемой энергии (вследствие гидролиза АТФ) идет на выполнение внешней работы, а большая часть (до 70-80%) переходит в тепло. При этом количество тепла вырабатывается тем больше, чем тяжелее работа и чем большее количество скелетных мышц вовлечено в процесс. Теплопродукция при физической работе может увеличиваться по сравнению с уровнем основного обмена (в состоянии абсолютного покоя) в 4-5 раз. Поэтому в условиях нагревающего микроклимата снижение произвольной мышечной активности, расслабление физиологически обосновано. Это приводит к уменьшению теплообразования и помогает сохранить тепловой баланс в условиях, когда теплоотдача затруднена, или организм получает тепло извне. Правда, снижение физической нагрузки не всегда возможно в условиях профессиональной деятельности. В условиях охлаждающего микроклимата произвольная мышечная активность, физическая работа, может в значительной мере компенсировать увеличившиеся потери тепла. Когда холодовая нагрузка возрастает, дополнительно включается механизм непроизвольного мышечного сокращения. Эфферентная импульсация от гипоталамуса через покрышку среднего мозга и красное ядро передается α-мотонейронам спинного мозга, что приводит к сокращению скелетных мышц и, следовательно, к возрастанию гидролиза АТФ и выделению тепла. Сначала это проявляется возрастанием тонуса поперечно- полосатых мышц (микровибрацией мышечных волокон), а затем «мышечной дрожью» (беспорядочными, непроизвольными сокращениями поверхностно расположенных мышц). Данный механизм теплопродукции, названный «сократительным термогенезом», весьма эффективен, т.к. мышцы не совершают при этом полезной работы и их сокращение направлено исключительно на выработку тепла. При этом происходит увеличение обмена (по сравнению с основным) более чем в 3 раза. Другие механизмы влияния на теплопродукцию (названные «несократительным термогенезом») связаны с изменением интенсивности и характера метаболических процессов в тканях организма, преимущественно в скелетных мышцах и печени за счет нейроэндокринной регуляции. 7 Эта регуляция осуществляется в основном по трем эфферентным путям: 1) прямым влиянием симпатической нервной системы на тканевой обмен в мышцах и внутренних органах; 2) нервным влиянием на щитовидную железу (с выделением три- и тетрайодтиронинов, стимулирующих энергетический обмен в тканях) и надпочечники (с выделением адреналина, стимулирующего распад гликогена в мышцах и печени); 3) влиянием нервной системы на гипофиз и через его гормоны на щитовидную железу и надпочечники. В условиях значительной холодовой нагрузки вследствие активации симпатической нервной системы с участием гормонов гипофиза, щитовидной железы и надпочечников происходит усиленное образование тепла. Это связано с тем, что в скелетных мышцах изменяются процессы окислительного фосфорилирования, усиливается распад гликогена, в печени происходит активация гликогенолиза и последующего окисления глюкозы. В условиях нагревающего микроклимата при значительной тепловой нагрузке, наоборот, снижается секреция тиреотропного гормона гипофиза, что приводит к снижению обменных окислительных процессов в тканях и снижению выработки тепла. Теплоотдача в различных метеорологических условиях Виды теплоотдачи. Организм теряет тепло в основном через кожу (82%), через органы дыхания (13%), на согревание пищи и воды (4%) и с мочой и калом (1%). Теплоотдача с поверхности кожи зависит от температуры кожи, а точнее, в свою очередь, от количества крови, циркулирующей в поверхностных слоях тела. Эти показатели определяются физиологической реакцией сосудов оболочки на холодовое или тепловое воздействие и деятельностью сердечно-сосудистой системы, обеспечивающей перенос тепла от внутренних органов, тканей человека («ядро»), где собственно образуется тепло, к поверхности кожи, подкожной клетчатке («оболочке»). В то же время само удаление тепла с поверхности кожи, рассеяние в окружающей среде подчинено физическим законам и зависит от метеорологических условий. 8 Пути теплоотдачи с поверхности кожи: конвекцией, радиацией, испарением, кондукцией. Теплоотдача конвекцией - отдача тепла с поверхности тела или одежды прилегающим к ним и движущимся слоям воздуха. Слои воздуха, непосредственно контактирующие с поверхностью тела человека, нагреваются и поднимаются вверх как более легкие, уступая место холодным слоям воздуха, которые в свою очередь нагреваются и т.д. Величина теплоотдачи конвекцией определяется согласно закону охлаждения Ньютона, т.е. применительно к человеку прямо пропорционально разнице температур кожи и воздуха, а также скорости движения воздуха. В комфортных условиях на теплоотдачу конвекцией приходится около 25% всей теплоотдачи. В условиях охлаждающего микроклимата теплоотдача конвекцией значительно усиливается, причем, чем ниже температура воздуха и больше скорость его, тем сильнее теплоотдача. В условиях нагревающего микроклимата, когда температура воздуха достигает 32-35 ° С, т.е. разница температур кожи и окружающего воздуха приближается к нулю, теплоотдача конвекцией практически невозможна. При больших температурах воздуха человек получает тепло путем конвекции, нагреваясь от воздуха, и в формуле теплового баланса значок «С» ставится со знаком «+». Теплоотдача излучением. Согласно закону инфракрасного излучения, теплоотдача излучением с поверхности тела человека прямо пропорциональна разнице температуры кожи и температуры окружающих поверхностей (в четвертой степени), т.е. зависит только от температуры окружающих поверхностей и не зависит от параметров воздуха. В условиях нейтрального (комфортного) микроклимата этим путем организм отдает около 50% тепла. В условиях охлаждающего микроклимата, когда температура окружающих человека поверхностей снижается, теплоотдача излучением относительно возрастает. В условиях нагревающего микроклимата, когда в цехе имеются поверхности с температурой значительно больше 35 ° С (температуры кожи), человек больше получает тепла, чем отдает за счет инфракрасного излучения. В этих случаях в формуле теплового баланса значок «R» идет со знаком «+». Надо иметь в виду, что в условиях производства, когда от нагретых источников облучается 10% или 25% поверхности тела, теплоотдача излучением с других поверхностей тела может быть, если напротив находятся поверхности с температурой, меньшей температуры кожи. 9 Теплоотдача испарением с поверхности кожи и потерь влаги с верхних дыхательных путей и легких третий путь теплоотдачи. Испарение, т.е. превращение жидкости в пар, сопряжено с потреблением значительного количества энергии. Организм, отдавая тепло испаряющимся частицам жидкости, охлаждается. В условиях комфортного микроклимата отдача тепла испарением с поверхности кожи происходит в результате диффузии воды без активного участия большинства потовых желез. Исключение составляют поверхности ладоней, подошв и подмышечных впадин с непрерывным потоотделением. Причем на теплоотдачу испарением приходится 25% (до 30%) всей теплоотдачи. В теплоотдаче испарением 2 /з приходится на теплоотдачу с поверхности кожи и 1/3 с поверхности органов дыхания. В условиях нагревающего микроклимата, а также при средней и тяжелой физической работе (с выработкой большого количества тепла) начинается активное выделение пота, испарение которого и обеспечивает увеличение теплопотерь этим путем. При испарении 1 г пота организм теряет 2,2 кДж. Чем ниже относительная влажность воздуха и больше скорость движения воздуха, тем интенсивнее испарение пота. Теплоотдача испарением в условиях нагревающего микроклимата в зависимости от влажности воздуха может возрастать от 30 до 100% всей теплоотдачи. При этом в соотношении теплоотдачи испарением легкие/кожа значительно возрастает доля испарения с поверхности кожи. В условиях охлаждающего микроклимата отдача тепла испарением снижается и происходит, минуя потоотделение, непосредственно сквозь стенки капилляров кожи и слизистых верхних дыхательных путей. Теплоотдача кондукцией - проведение тепла от тела к соприкасающимся с ним предметам. Например, у рабочих консервных заводов при разделке замороженной рыбы, у крановщиков, экскаваторщиков, спиной касающихся холодных поверхностей зимой. Теплоотдача кондукцией может способствовать как общему, так и местному охлаждению. |