В процессе деятельности человек находится под влиянием определенных метеорологических условий или микроклимата. К основным показателям микроклимата относятся температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Существенное влияние на параметры микроклимата и состояние человеческого организма оказывает интенсивность теплового излучения различных нагретых поверхностей.

Относительная влажность воздуха представляет собой отношение фактического количества паров воды в воздухе при данной температуре к количеству водяного пара, насыщающего воздух при этой температуре.

Если в помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. человеку. Различают три способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию, тепловое излучение.

Теплопроводность- перенос тепла вследствие беспорядочного теплового движения микрочастиц (атомов, молекул, электронов).

Конвекция – перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. В реальных условиях тепло передается комбинированным способом. Человек постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры тела. Способность организма к поддержанию постоянной температуры называется терморегуляция (отвод выделяемого тепла в окружающее пространство).

Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм в первую очередь с сужением и расширением кровеносных сосудов кожи. По действием низких температур сосуды сужаются, в результате чего замедляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счет конвекции и излучения. При высоких температурах наблюдается обратная картина.

Повышенная влажность затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой вследствие уменьшения испарения влаги с поверхности кожи, а низкая влажность приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Движение воздуха улучшает теплообмен между телом и внешней средой.

Постоянное отклонение от нормальных параметров микроклимата приводит к перегреву или переохлаждению человеческого организма и связанным с ними негативным последствиям: обильному потоотделению, учащению пульса и дыхания, головокружению, появлению судорог, тепловому удару.

В нормативных документах введены понятия оптимальные и допустимые параметры микроклимата.

Радиация:первая помощь

Радиация – неотъемлемая часть окружающей среды. Она попадает в окружающую среду из природных источников, созданных человеком (атомные станции, испытания ядерного оружия). К природным источникам радиации относятся: космическое излучение, радиоактивные породы, радиоактивные химические вещества и элементы, обнаруженные в пище и воде. Ученые называют все виды природной радиации термином «радиационный фон».

Другие формы радиации поступают в природу в результате деятельности человека. Люди получают различные дозы радиации во время медицинского и стоматологического рентгена.

Радиоактивность и сопутствующие ей излучения существовали во Вселенной постоянно. Радиоактивные материалы входят в состав Земли, и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества. Самое неприятное свойство радиоактивного излучения – его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы измерительные приборы, которые давали бы оперативную информацию.

Особенность ионизирующего излучения состоит в том, что его воздействие человек начнет ощущать лишь по прошествии некоторого времени. Различные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают различной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма.

Альфа-излучение задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей, водой или воздухом, тогда они становятся чрезвычайно опасными.

Бета-частица обладает большей проникающей способностью: она проходит в ткани организма на глубину 1-2 см и более, в зависимости от величины энергии. Проникающая способность гамма-излучения очень велика, распространяется со скоростью света: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Можно принимать меры по защите, но полностью освободиться от воздействия радиации практически невозможно. Уровень радиации на Земле разный.

Если источники ионизирующего излучения попали при дыхании, с питьевой водой или пищей, то такое излучение называется внутренним.

Из всех естественных источников радиации наибольшую опасность представляет радон – тяжелый газ без вкуса, запаха и, при этом, невидимый: со своими дочерними продуктами. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но основное излучение от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Радон концентрируется внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения.

Самые распространенные стройматериалы – дерево, кирпич и бетон – выделяют относительно немного радона. Гораздо большей радиоактивностью обладают гранит, пемза, изделия из глиноземного сырья. Еще одним источником поступления радона в жилые помещения является вода и природный газ. Вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. При кипении или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом в ванной комнате или парилке.

Другие источники радиации, к сожалению, созданы самим человеком. Источниками искусственной радиации служат созданные с помощью ядерных реакторов и ускорителей искусственные радионуклеиды, пучки нейронов и заряженных частиц. Они получили название – техногенные источники ионизирующего излучения.

Чрезвычайные ситуации, типа Чернобыльской аварии, могут оказать неконтролируемое воздействие на человека

Высокие дозы радиации представляют смертельную угрозу для человека. Полученная доза в 500 бэр или больше убивает практически любого человека в течение нескольких недель. Доза в 100 бэр может привести к серьезной лучевой болезни. Радиация способствует увеличению раковых заболеваний и вызывает различные дефекты плода.

Ученые утверждают, что человек в среднем ежегодно получает суммарную дозу радиации равную 150-200 милибэр. Большая часть радиации (около 80 миллибэр) поступает из естественных источников радиации или в результате медицинского обследования (около 90 миллибэр). Облучение, полученное вследствие проведения научных исследований составляет 1 миллибэр, от эксплуатации ядерных установок – 4-5, от использования бытовых приборов – 4-5 миллибэр. Доза излучения в воздухе измеряется в рентгенах, а доза, поглащенная живыми тканями, - в радах. Для оценки интенсивности заражения местности введено понятие «мощность дозы радиационного излучения» ЕЕ измеряют в рентгенах (Р), миллирентгенах (мР), микроренгенах (мкР) за час. С момента заражения территории при каждом семикратном увеличении времени уровень радиации снижается в 10 раз. Если через час уровень радиации на местности был 100Р/ч, то через 7 ч он будет равен 10 Р/ч, а через 49ч – 1 Р/ч.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Микроклимат или метеорологические условия - это совокупность температуры, влажности, скорости движения воздуха, теплового излучения окружающих предметов.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека предопределяется тем, что последняя может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза, который достигается за счет деятельности различных систем организма (сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной, эндокринной; энергетического, водно-солевого и белкового обменов). Напряжение в функционировании различных систем при воздействии неблагоприятного микроклимата (нагревающего или охлаждающего) может быть причиной угнетения защитных сил организма, возникновения предпатологических состояний, усугубляющих степень влияния и других производственных вредностей (например, вибрации, химических веществ и других), снижения работоспособности и производительности труда, повышения уровня заболеваемости.

С нагревающим микроклиматом человек сталкивается при работе в горячих цехах различных отраслей промышленности (металлургической, стекольной, пищевой и др.), в глубоких шахтах, а также при работе на открытом воздухе в летний период (южные регионы).

При работе в жарком климате (температура воздуха в тени 35-45 "С, почвы 58-60 °С) происходит ослабление деятельности сердечно-сосудистой системы. Снижение работоспособности наблюдается уже при температуре воздуха 25-30 "С.

Работоспособность человека, выполняющего тяжелую физическую работу, уже при температуре воздуха 25°С и влажности 35±5% уменьшается на 16,5%, а при влажности воздуха 80 % - на 24%. Тепловое облучение 350 Вт/м 2 (0,5 кал/ см 2 мин) создает дополнительную нагрузку на различные функциональные системы организма, в результате него (при температуре

воздуха 25 "С и влажности 35%) работоспособность уменьшается на 27%. При температуре воздуха 29,5±2,5 °С и влажности 60% уже к концу первого часа работы снижение работоспособности.

С охлаждающим микроклиматом человек сталкивается при работе на открытом воздухе в зимний и переходным периоды (нефтяники, строители, рабочие горнорудной и угольной промышленности, рабочие железнодорожного транспорта, геологи и др.), а также в производственных помещениях, в которых имеет место низкая температура воздуха, например в хладокомбинатах.

Человеческое тело обладает уникальной способностью поддерживать

постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды.

Однако биологические возможности человека в сохранении постоянной температуры тела весьма ограничены, они основаны на теплообменных процессах, постоянно протекающих между телом человека и окружающей средой.

Теплообменные процессы между человеком и окружающей средой осуществляются тремя путями тепловым излучением, конвекцией и испарением. Доля их в общем теплообмене при нормальных условиях

составляет 45%, 30-35%, 20-25% соотвествтвенно. Испарение у человека осуществляется двумя путями, больший часть тепла удаляется через механизм потоотделения и потоиспарения, меньшая в процессе дыхания. Процентное соотношение этих путей теплообмена может изменится под воздействием метеорологических условий Так с понижением температуры окружающего воздуха значение испарения для теплообмена снижается и растет доля конвекции. А с ростом температуры воздуха значение теплового излучения и

конвекции падает и растет значение испарении, так, что когда температура окружающей среды равна температуре человеческоготела, теплообмен происходит исключительно за счет испарении.

При охлаждении организма теплоотдача растет. Ее уменьшение достигается за счет сужения сосудов в периферических тканях. Если этого недостаточно для обеспечения теплового равновесия, то увеличивается теплообразование. Но возможности организма человека по поддержанию теплового равновесия ограниченны, и охлаждающее действие внешней среды может приводить к переохлаждению. При этом понижается общая сопротивляемость организма к развитию заболеваний, возникают сосудистые расстройства, заболевания суставов. Процесс понижения температуры тела под воздействием микроклимата называется гипотермией.

При повышении температуры окружающей среды теплоотдача организма снижается или даже полностью прекращается. Это нарушает терморегуляцию, ведет к перегреву. Сильный перегрев организма называется тепловым ударом и сопровождается учащением пульса, расстройством координации движений, адинамией, угнетением центральной нервной системы и даже потерей сознания. Процесс повышения температуры тела человека называется гипертермией. Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Следует иметь в виду, что действие климатических условий определяется совокупностью конкретных значений температуры, влажности, скорости движения воздуха.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды.

Влажность - содержание водяных паров в воздухе. Влияет на работоспособность человека, изменяя тепловой баланс организма: низкая влажность (менее 30 %) приводит к потере жидкости и минеральных веществ через кожу и слизистые, а высокая (более 60 %) - к избыточному потовыделению (для предупреждения перегревания), но низкому потоиспарению. Следовательно, подобные условия затрудняют мышечную деятельность человека, создают дополнительную нагрузку на адаптационные системы организма, снижают работоспособность и, значит, требуют уменьшения объема и интенсивности физической нагрузки. Разновидности влажности воздуха: максимальная, абсолютная, относительная- Абсолютная влажность воздуха - это количество водяного пара в определенном объеме воздуха, мг/м 3 . Максимальная влажность воздуха - это максимально возможное содержание водяного пара в определенном объеме воздуха при данной температуре, если концентрация влаги в воздухе достигает максимальной и продолжает расти, начинаются процессы конденсации воды на т.н. ядрах конденсации, ионах или мелких пылевых частицах и образуется туман или выпадает роса. Относительная влажность - это отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной, выраженное в процентах.

Для работоспособности человека большое значение имеют не только температура, влажность, но и скорость, и направление движения воздуха, которые воздействуют как на температурный баланс организма, так и на его психологическое состояние (сильные по скорости потоки (более 6-7 м/с) раздражают, слабые - успокаивают), на частоту и глубину дыхания, частоту пульса, на скорость передвижения человека. В условиях высоких температур и нормальной влажности повышенные скорости движения воздуха вызывают рост испарения с поверхностей тела, тем самым улучшая теплообмен, В условиях низких температур значительные скорости движения воздуха резко ухудшают тепловое состояние человека, сильно интенсифицируя теплообмен.

Тепловое излучение (инфракрасное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами. Интенсивность теплоизлучения измеряется в Вт/м 2 . Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но, поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую, вызывая их нагревание. Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.

Параметры микроклимата производственных помещений могут быть

самыми разными, так как они зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и

вентиляции. Следовательно состояние здоровья работников, находящихся

в производственных помещениях, их работоспособность зависят от состояния микроклимата в этих помещениях.

Оценку теплового состояния человека в производственных помещениях производят в соответствии с методическими рекомендациями Минздрава

№5168-90"Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики

охлаждения и перегревания."

В организме человека непрерывно протекают окислительные процессы, сопровождающиеся образованием тепла. Вместе с тем непрерывно происходит и отдача тепла в окружавшую среду. Совокупность процессов, обуславливающих теплообмен человека с окружающей средой, называется терморегуляцией.

Сущность терморегуляции заключается в следующем. В обычных условиях в организме человека поддерживается постоянное соотношение между приходом и расходом тепла, благодаря чему температура тела сохраняется на уровне 36… З7°С, необходимом для нормального функционирования организма. При понижении температуры воздуха организм человека реагирует на это сужением поверхностных кровеносных сосудов, в результате чего уменьшается приток крови к поверхности тёла и температура их снижается. Это сопровождается уменьшением разности температур между воздухом и поверхностью тела и, следовательно, уменьшением теплоотдачи. При повышении температуры воздуха терморегуляция вызывает в организме человека обратные явления.

Тепло с поверхности тела человека, отдаётся путем излучения, конвекции и испарения.

Под излучением понимается поглощение лучистого тепла организма человека окружающими его твердыми телами (пол, стены, оборудование), если их температура ниже температуры поверхности тела человека.

Конвекция - непосредственная отдача тепла поверхности тела менее нагретым притекающим к нему слоям воздуха. Интенсивность теплоотдачи при этом зависит от площади поверхности тела, разности температуры тела и окружающей среды и скорости движения воздуха.

Испарение пота с поверхности тела также обеспечивает отдачу тепла организмом окружающей среде. На испарение 1г влаги требуется около 0.6 ккал тепла.

Тепловое равновесие организма также зависит от наличия вблизи рабочих мест сильно нагретых поверхностей оборудования или материалов (печи, раскаленный металл и т.д.). Такие поверхности отдают при излучении тепло менее нагретым поверхностям и человеку. Самочувствие человека, не защищенного от воздействия тепловых лучей, будет зависеть от интенсивности облучения и его продолжительности, а также от площади облучаемой поверхности кожи. Длительное облучение даже небольшой интенсивности может привести к ухудшению самочувствия.

Наличие в помещении холодных поверхностей также отрицательно влияет на человека, увеличивая отдачу тепла излучением с поверхности его тела. В результате этого у человека появляется озноб и ощущение холода. При низкой температуре окружающей среды теплоотдача организма усиливается, теплообразование не успевает компенсировать потери. Кроме того, переохлаждение организма в течение длительного времени может привести к простудным заболеваниям и ревматизму.

На тепловое равновесие человека существенное влияние оказывает влажность окружающего воздуха и степень его подвижности. Наиболее благоприятные условия для теплообмена при прочих равных условиях создаются при влажности воздуха 40...60% и температуре около +18°С Воздушная среда характеризуется значительной сухостью при ее влажности ниже 40%, а при влажности воздуха выше 60% - повышенной влажностью. Сухой воздух вызывает повышенное испарение влаги с поверхности кожного покрова, слизистых оболочек организма, поэтому у человека возникает ощущение сухости этих участков. И наоборот, при повышенной влажности воздуха испарение влаги с поверхности кожи затруднено.

Подвижность воздуха в зависимости от его температуры может по-разному влиять на самочувствие человека. Температура движущегося воздуха должна быть не выше +З5°С. При низкой температуре движение воздуха ведет к переохлаждению организма вследствие повышения теплоотдачи путем конвекции, что подтверждается характерным примером: человек легче переносит холод при неподвижном воздухе по сравнению с ветреной погодой при той же температуре. При температуре воздуха выше +35"С единственным путем теплоотдачи с поверхности тела человека является практически испарение.

В горячих цехах, а также на отдельных рабочих местах температура воздуха может доходить до 30...40°С. В таких условиях значительная часть тепла отдается за счет испарения пота. Организм человека в таких условиях может за смену терять до 5...8л воды путем потоиспарения, что составляет 7...10% веса тела. При потении человек теряет большое количество солей, витаминов, жизненно важных для организма. Организм человека обезвоживается и обессоливается.

Постепенно он перестает справляться с отдачей тепла, что приводит к перегреву тела человека. У человека появляется ощущение слабости, вялости. Его движения замедляются, а это приводит, а свою очередь, к снижению производительности труда.

С другой стороны, нарушение водно-солевого состава организма человека сопровождается нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы, питания тканей и органов, сгущением крови. Это может привести к «судорожной болезни», характеризующейся появлением резких судорог, преимущественно в конечностях. Температура тела при этом повышается незначительно, или не повышается вовсе. Меры первой помощи при этом направлены на восстановление водно-солевого баланса и заключаются в обильном введении жидкости, в отдельных случаях - во внутривенном или подкожном введении физиологического раствора в сочетании с глюкозой. Большое значение при этом имеет также покой и ванны.

Резкие нарушения теплового баланса вызывают заболевание, называемое тепловой гипертермией, или перегревом. Это заболевание характеризуется повышением температуры тела до +40...41°С и выше, обильным потоотделением, значительным учащением пульса и дыхания, резкой слабостью, головокружением, потемнением в глазах, шумом в ушах, иногда помрачением сознания. Меры первой помощи при этом заболевании сводятся, в основном, к предоставлению заболевшему условий, способствующих восстановлению теплового баланса: покой, прохладные души, ванны.

Трудовая деятельность человека всегда протекает в определенных метеорологических условиях, которые определяются сочетанием температуры воздуха, скорости его движения и относительной влажности, барометрическим давлением и тепловым излучением от нагретых поверхностей. Если труд протекает в помещении, то эти показатели в совокупности (за исключением барометрического давления) принято называть микроклиматом производственного помещения.

По определению, приведенному в ГОСТ, микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Если работа выполняется на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года. Однако и в этом случае в рабочей зоне создается определенный микроклимат.

Все жизненные процессы в организме человека сопровождаются образованием теплоты, количество которой меняется от 4....6 кДж/мин (в состоянии покоя) до 33...42 кДж/мин (при очень тяжелой работе).

Параметры микроклимата могут изменяться в очень широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является сохранение постоянства температуры тела.

При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.

При отклонении метеорологических параметров от оптимальных в организме человека для поддержания постоянства температуры тела начинают происходить различные процессы, направленные на регулирование теплопродукции и теплоотдачи. Эта способность организма человека сохранять постоянство температуры тела, несмотря на значительные изменения метеорологических условий внешней среды и собственной теплопродукции, получила название терморегуляции.

При температуре воздуха в пределах от 15 до 25°С теплопродукция организма находится на приблизительно постоянном уровне (зона безразличия). По мере понижения температуры воздуха теплопродукция повышается в первую очередь за

счет мышечной активности (проявлением которой является, например, дрожь) и усиления обмена веществ. По мере повышения температуры воздуха усиливаются процессы теплоотдачи. Отдача теплоты организмом человека во внешнюю среду происходит тремя основными способами (путями): конвекцией, излучением и испарением. Преобладание того или иного процесса теплоотдачи зависит от температуры окружающего воздуха и ряда других условий. При температуре около 20°С, когда человек не испытывает никаких неприятных ощущений, связанных с микроклиматом, теплоотдача конвекцией составляет 25...30%, излучением - 45%, испарением - 20...25%. При изменении температуры, влажности, скорости движения воздуха, характера выполняемой работы эти соотношения существенно меняются. При температуре воздуха 30°С отдача теплоты испарением становится равной суммарной отдаче теплоты излучением и конвекции. При температуре воздуха более 36°С отдача теплоты происходит уже полностью за счет испарения.

При испарении 1 г воды организм теряет около 2,5 кДж теплоты. Испарение происходит, главным образом, с поверхности кожи и в значительно меньшей степени через дыхательные пути (10...20%). При нормальных условиях с потом организм теряет в сутки около 0,6 л жидкости. При тяжелой физической работе при температуре воздуха более 30 °С количество теряемой организмом жидкости может достичь 10...12 л. При интенсивном потоотделении, если пот не успевает испариться, наблюдается выделение его в виде капель. При этом влага на коже не только не способствует отдаче теплоты, а, наоборот, препятствует этому. Такое потоотделение ведет только к потере воды и солей, но не выполняет основную функцию - усиление отдачи теплоты.

Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может быть причиной ряда физиологических нарушений в организме работающих, привести к резкому снижению работоспособности даже к профессиональным заболеваниям.

Перегрев.При температуре воздуха более 30°С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма, особенно, если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветного восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе - солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами, преимущественно в конечностях. В настоящее время в производственных условиях такие тяжелые формы перегревов практически не встречаются. При длительном воздействии теплового излучения может развиться профессиональная катаракта.

Но даже если не возникают такие болезненные состояния, перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Исследованиями, например, установлено, что к концу 5-часового пребывания в зоне с температурой воздуха около 31°С и влажностью 80...90%; работоспособность снижается на 62%. Значительно снижается мышечная сила рук (на 30...50%), уменьшается выносливость к статическому усилию, примерно в 2 раза ухудшается способность к тонкой координации движений. Производительность труда снижается пропорционально ухудшению метеорологических условий.

Охлаждение. Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является причиной многих заболеваний: миозитов, невритов, радикулитов и др., а также простудных заболеваний. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность (А) -это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха, максимальная (М) - максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре (состояние насыщения). Относительная влажность (В)определяется отношением абсолютной влажности Ак максимальной Ми выражается в процентах:

Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40…60%.Повышенная влажность воздуха (более 75…85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими - способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.

Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.

Человек ощущает воздействие параметров микроклимата комплексно. На этом основано введение так называемых эффективной и эффективно-эквивалентной температур. Эффективная температура характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и движения воздуха. Эффективно-эквивалентная температура учитывает еще влажность воздуха. Номограмма для нахождения эффективно-эквивалентной температуры и зоны комфорта была построена опытным путем (рис. 7).

Тепловое излучение свойственно любым телам, температура которых выше абсолютного нуля.

Тепловое воздействие облучения на организм человека зависит от длины волны и интенсивности потока излучения, величины облучаемого участка тела, длительности облучения, угла падения лучей, вида одежды человека. Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны 0,78... 1,4 мкм, которые плохо задерживаются кожей и глубоко проникают в биологические ткани, вызывая повышение их температуры, например длительное облучение такими лучами глаз- ведет к помутнению хрусталика (профессиональной катаракте). Инфракрасное излучение вызывает также в организме человека различные биохимические и функциональные изменения.

В производственных условиях встречается тепловое излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 500 мкм. В горячих цехах это в основном инфракрасная радиация с длиной волны до 10 мкм. Интенсивность облучения рабочих горячих цехов меняется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 5,0...7,0 кВт/м 2 . При интенсивности облучения более 5,0 кВт/м 2

Рис. 7. Номограмма для определения эффективной температуры и зоны комфорта

в течение 2...5 мин человек ощущает очень сильное тепловое воздействие. Интенсивность же теплового облучения на расстоянии 1 м от источника теплоты на горновых площадках доменных печей и у мартеновских печей при открытых заслонках достигает 11,6 кВт/м 2 .

Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м 2 (ГОСТ 12.4.123 - 83 «ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования»).

Введение

Вентиляция и кондиционирование.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений

Методическая разработка

Экз. №__

для проведения занятия по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема 1.4: Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности. Микроклимат производственных помещений.

Лекция № 2

ТАМБОВ – 2013

Учебные цели: Рассмотреть влияние метеорологических условий на организм человека, параметры микроклимата и их гигиеническое нормирование.

Учебные вопросы:

1. Влияние метеорологических условий на организм человека

Вид занятия – лекция.

Время – 2 часа (90 мин).

Место – учебный класс.

Литература:

1. Примерная программа дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» для всех специальностей среднего профессионального образования, 2000 г.

2. Рабочая программа дисциплины.

3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для студентов средних профессиональных учебных заведений / С.В.Белов, В.А. Девисилов и др. – М. : Высш. шк., 2000.

4.А. Т. Смирнов, . А. Дурнев, Крючек, Шахраманьян. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие. (2005 г.)

5.. Энциклопедические и справочные издания по строению тела человека.

6. Ресурсы Интернет.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение в помещениях нормальных метеорологических условий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

Метеорологические условия в производственных помещениях, или их микроклимат , зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.

Под микроклиматом производственных помещений понимается климат окружающей человека внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих его поверхностей.

Перечисленные параметры – каждый в отдельности и в совокупности – оказывают влияние на работоспособность человека, его здоровье.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений - холода или перегрева.

Метеорологические условия производственных помещений (микроклимат) оказывают большое влияние на самочувствие человека и на производительность его труда.

Для совершения различных видов работы человеку необходима энергия, которая высвобождается в его организме в процессах окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержавшихся в продуктах питания..

Высвобожденная энергия частично расходуется на совершение полезной работы, а частично (до 60 %) рассеивается в виде теплоты в живых тканях, нагревая тело человека.

При этом благодаря механизму терморегуляции температура тела поддерживается на уровне 36,6 °С. Терморегуляция осуществляется тремя способами: 1) изменением скорости окислительных реакций; 2) изменением интенсивности кровообращения; 3) изменением интенсивности потовыделения. Первым способом регулируется выделение теплоты, вторым и третьим способами - теплоотвод. Допускаемые отклонения температуры человеческого тела от нормальной весьма незначительны. Максимальная температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 °С, минимальная - плюс 25 °С.

Для обеспечения нормального функционирования организма необходимо, чтобы вся выделяемая теплота отводилась в окружающую среду, а изменения параметров микроклимата находились в пределах зоны комфортных условий труда. При нарушении комфортных условий труда наблюдается повышенная утомляемость, снижается производительность труда, возможны перегрев или переохлаждение организма, а в особо тяжелых случаях наступает потеря сознания и даже смерть.

Отвод теплоты от тела человека в окружающую среду Q осуществляется конвекцией Q конв в результате нагрева воздуха, омывающего тело человека, инфракрасным излучением на окружающие поверхности с более низкой температурой Q изл, испарением влаги с поверхности кожи (пот) и верхних дыхательных путей Q исп. Комфортные условия обеспечиваются при соблюдении теплового баланса:

Q =Q конв + Q ииз +Q исп

При нормальной температуре и небольшой скорости воздуха в помещении человек, находящийся в состоянии покоя, теряет теплоту: в результате конвекции - около 30 %, излучением - 45 %, испарением -25 %. Это соотношение может изменяться, так как процесс отдачи теплоты зависит от многих факторов. Интенсивность конвективного теплообмена определяется температурой окружающей среды, подвижностью и влагосодержанием воздуха. Излучение теплоты от тела человека на окружающие поверхности может происходить только в том случае, если температура этих поверхностей ниже температуры поверхности одежды и открытых частей тела. При высоких температурах окружающих поверхностей процесс теплоотдачи излучением идет в обратном направлении - от нагретых поверхностей к человеку. Количество теплоты, отводимого при испарении пота, зависит от температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также от интенсивности физической нагрузки.

Человек обладает наибольшей работоспособностью, если температура воздуха находится в пределах 16-25 °С. На изменение температуры окружающего воздуха человеческий организм благодаря механизму терморегуляции отзывается сужением или расширением кровеносных сосудов, расположенных у поверхности тела. При снижении температуры кровеносные сосуды сужаются, приток крови к поверхности уменьшается и соответственно уменьшается отвод теплоты конвекцией и излучением. Противоположная картина наблюдается при повышении температуры окружающего воздуха: кровеносные сосуды расширяются, приток крови увеличивается и соответственно увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Однако при температуре порядка 30 - 33 °С, близкой к температуре тела человека, отвод теплоты конвекцией и излучением практически прекращается, и большая часть теплоты отводится путем испарения пота с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет много влаги, а с ней и соли (до 30-40 г в сутки). Потенциально это очень опасно, и поэтому должны приниматься меры для компенсации этих потерь.

Например, в горячих цехах рабочие получают подсоленную (до 0,5 %) газированную воду.

Большое влияние на самочувствие человека и связанные с ним процессы терморегуляции оказывают влажность и скорость воздуха.

Относительная влажность воздуха φ выражается в процентах и представляет собой отношение фактического содержания (г/м 3) паров воды в воздухе (D) к максимально возможному влагосодержанию при данной температуре (Dо):

или отношение абсолютной влажностью Р n (парциальное давление водяных паров в воздухе, Па) к максимально возможной Р max при данных условиях (давление насыщенных паров)

(Парциальное давление –давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы занимал один объем всей смеси).

От влажности воздуха напрямую зависит отвод тепла при потовыделении, так как тепло отводится только в том случае, если выделяющийся пот испаряется с поверхности тела. При повышенной влажности (φ > 85 %) испарение пота снижается вплоть до полного его прекращения при φ = 100 %, когда пот каплями стекает с поверхности тела. Такое нарушение теплоотвода может привести к перегреву организма.

Пониженная влажность воздуха (φ < 20 %), наоборот, сопровождается не только быстрым испарением пота, но и усиленным испарением влаги со слизистых оболочек дыхательных путей. При этом наблюдается их пересыхание, растрескивание и даже загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Сам же процесс дыхания может сопровождаться болевыми ощущениями. Нормальная величина относительной влажности 30-60 %.

Скорость движения воздуха в помещении заметно влияет на самочувствие человека. В теплых помещениях при малых скоростях движения воздуха отвод тепла конвекцией (в результате омывания тепла потоком воздуха) очень затруднен и может наблюдаться перегрев организма человека. Увеличение скорости воздуха способствует увеличению отдачи теплоты, и это благотворно сказывается состоянии организма. Однако при больших скоростях движения воздуха создаются сквозняки, которые ведут к простудным заболеваниям как при высоких, так и при низких температурах в помещении.

Скорость воздуха в помещении устанавливают в зависимости от времени года и некоторых других факторов. Так, например, для помещений без значительных выделений теплоты скорость воздуха в зимнее время устанавливается в пределах 0,3-0,5 м/с, а в летнее время - 0,5-1 м/с.

В горячих цехах (помещениях с температурой воздуха более 30 °С) для защиты человека от воздействия теплового излучения применяется так называемый воздушный душ. В этом случае на работающего направляется струя увлажненного воздуха, скорость которой может доходить до 3,5 м/с.

Значительное влияние на жизнедеятельность человека оказывает атмосферное давление . В естественных условиях у поверхности Земли атмосферное давление может колебаться в пределах 680-810 мм рт. ст., но практически жизнедеятельность абсолютного большинства населения протекает в более узком интервале давлений: от 720 до 770 мм рт. ст. Атмосферное давление быстро уменьшается с ростом высоты: на высоте 5 км оно составляет 405, а на высоте 10 км - 168 мм рт. ст. Для человека снижение давления потенциально опасно, причем опасность представляет как само уменьшение давления, так и скорость его изменения (при резком снижении давления возникают болезненные ощущения).

При снижении давления ухудшается поступление кислорода в организм человека в процессе дыхания, но до высоты 4 км человек за счет увеличения нагрузки на легкие и сердечно-сосудистую систему сохраняет удовлетворительное самочувствие и работоспособность. Начиная с высоты 4 км поступление кислорода снижается настолько, что может наступить кислородное голодание - гипоксия . Поэтому при нахождении на больших высотах используются кислородные приборы, а в авиации и космонавтике - скафандры. Кроме того, в летательных аппаратах прибегают к герметизации кабин. В некоторых случаях, например при выполнении водолазных работ или проходке туннелей в водонасыщенных грунтах, работающие находятся в условиях повышенного давления. Поскольку растворимость газов в жидкостях с повышением давления растет, кровь и лимфа работающих насыщаются азотом. Это создает потенциальную опасность так называемой «кессонной болезни», которая развивается тогда, когда происходит быстрое снижение давления. В этом случае азот выделяется с большой скоростью и кровь как бы «вскипает». Образующиеся пузырьки азота закупоривают мелкие и средние кровеносные сосуды, причем этот процесс сопровождается резкими болевыми ощущениями («газовая эмболия»). Нарушения в жизнедеятельности организма могут быть столь серьезными, что иногда приводят к смертельному исходу. Чтобы избежать опасных последствий, снижение давления проводят медленно, в течение многих суток, с тем чтобы избыточный азот удалялся естественным путем при дыхании через легкие.

Для создания нормальных метеоусловий в производственных помещениях осуществляются следующие мероприятия:

механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ, что позволяет освободить рабочих от выполнения тяжелой физической нагрузки, сопровождающейся значительным выделением теплоты в организме человека;

дистанционное управление теплоизлучающими процессами и аппаратами, что дает возможность исключить пребывание работающих в зоне интенсивного теплового излучения;

вынос оборудования со значительным выделением тепла на открытые площадки; при установке такого оборудования в закрытых Помещениях необходимо по возможности исключить направление лучистой энергии на рабочие места;

теплоизоляция горячих поверхностей; теплоизоляцию рассчитывают таким образом, чтобы температура внешней поверхности теплоизлучающего оборудования не превышала 45 °С;

установка теплозащитных экранов (теплоотражающих, теплопоглощающих и теплоотводящих);

устройство воздушных завес или воздушного душирования;

устройство различных систем вентиляции и кондиционирования;

устройство в помещениях с неблагоприятным температурным режимом специальных мест для кратковременного отдыха; в холодных цехах это обогреваемые помещения, в горячих - помещения, в которые подается охлажденный воздух.