3.3. Параметры микроклимата

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным взаимо­действием его со средой обитания. Одним из основных моментов механиз­ма взаимодействия человека со средой обитания является теплообмен. Ус­ловием нормальной жизнедеятельности человека служит соблюдение теп­лового баланса взаимодействия "человек – среда обитания". Тепловыделение организма человека осуществляется за счет физиче­ского процесса радиации, конвекции, потоотделения, выдыхания теплового воздуха и теплопроводности, т.е.

Q_тв=q_р+q_к+q_п+q_д+q_т,

где: q_р,q_к,q_п,q_д,q_т– соответствующие составляющие тепловыделения. Соотношение между со­ставляющими тепловыделения непостоянно. Оно зависит от многих объек­тивных (температуры окружающего воздуха, его влажности, скорости дви­жения и др.) и субъективных факторов (физической нагрузки, индивиду­альных особенностей человека). Нарушение теплового баланса приводит к росту температуры тела че­ловека или его охлаждению, что может привести к его гибели. Известно, что увеличение температуры внутренних органов человека до 43°С или ох­лаждение их до +25°С приводит к летальному исходу.

Основными факторами среды обитания, влияющими на теплоотвод от организма человека, являются температура воздуха, егоотносительная влажность,скорость движенияи температура окружающих предметов, определяющая внешнийтепловой поток,падающий на человека. Указанные характеристики среды обитания принято называтьпараметрами микроклимата.

Несмотря на изменения параметров микроклимата, температура тела человека сохраняется постоянной: 36,5-37°С. Постоянство температуры те­ла обеспечивается механизмом терморегуляции, включающим процесс те­плообразования и процесс тепловыделения, которые регулируются нервно-эндокринным путем. Теплообразование осуществляется в организме в ходе окислительного процесса аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Интенсивность этого процесса определя­ется мышечной активностью: в состоянии покоя 111/125 Вт, а при мышеч­ной работе 313/418 Вт. Отвод теплоты от организма происходит в ходе рассмотренных выше процессов радиации, конвекции, потоотделения и т.д.

При рассмотрении работы механизма терморегуляции организм чело­века делится на "ядро" и "оболочку". Температура "ядра" - это температура внутренних органов 37+0,5°С, она относительна постоянна. "Оболочку" со­ставляют ткани поверхностного слоя тела толщиной в 2,5 см. Изменения теплопроводности "оболочки" определяют постоянство температуры "яд­ра". Теплопроводность изменяется за счет изменения кровоснабжения и кровенаполнения тканей "оболочки". Механизмы терморегуляции очень сложны и представляют собой рефлекторные реакции, возникающие в ответ на температурное раздражение рецепторов кожи, кожных и подкожных сосу­дов. При обосновании оптимального и допустимого теплового состояния организма человека в качестве показателей состояния принимаются темпе­ратура тела и кожи, теплосодержание, влагопотери, плотность теплового потока поверхности тела, частота сердечных сокращений и др.

На механизм терморегуляции оказывают воздействие многочисленные факторы. Так, в производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей ниже температуры поверхности кожи, теплоот­дача идет главным образом за счет излучения и конвекции. При температу­ре воздуха и окружающих поверхностей такой же, как температура кожи, или выше ее теплоотдача возможна только испарением влаги с поверхно­сти тела и с верхних дыхательных путей при условии малого насыщения воздуха водяными парами. Уровень потоотделения повышается пропор­ционально тяжести выполняемой работы и при тяжелой мышечной работе в горячем цехе может достигать 12 л за смену.

Отклонение параметров микроклимата от нормальных значений суще­ственно влияет на здоровье и производительность труда.

Высокая температура вызывает интенсивное потоотделение, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водо­растворимых витаминов. Следствием этих процессов является сгущение крови, нарушение солевого обмена, желудочной секреции, раз­витие витаминного дефицита. Допустимое снижение веса при испарении 2-3%, при потере веса от испарения в 6% нарушается умственная деятель­ность, а при 15-20% потери веса наступает смерть. Систематическое действие высокой температуры вызывает изменения в сердечно-сосудистой сис­теме: учащение пульса, изменение артериального давления, ослабление функциональной способности сердца.

Высокая температура вызывает учащение дыхания (до 50%), ослабле­ние внимания, ухудшение координации движения, замедление реакции. Длительное воздействие высокой температуры приводит к накоплению те­пла в организме, при этом температура тела может повышаться до 38-41°С и может возникнуть тепловой удар с потерей сознания. Способствующими условиями являются: тяжелая физическая работа, высокая температура, наличие инфракрасного излучения, высокой влажности и т.п.

Низкие температуры могут быть причинами охлаждения и переох­лаждения организма. При охлаждении организма в нем рефлекторно уменьшается теплоотдача и усиливается теплопродукция. Уменьшение те­плоотдачи происходит за счет спазма (сужения) сосудов, увеличения тер­мического сопротивления тканей организма. Длительное воздействия низ­кой температуры приводит к стойкому сосудистому спазму, нарушению питания тканей. Рост теплопродукции при охлаждении достигается усили­ем окислительных обменных процессов в организме (понижение темпера­туры тела на 1°С сопровождается приростом обменных процессов на 10%).

Воздействие низких температур сопровождается увеличением артери­ального давления, объемом вдоха и уменьшением частоты дыхания. Охла­ждение организма изменяет углеводный обмен. Большое охлаждение со­провождается снижением температуры тела, угнетением функций органов и систем организма.

Последствием действия низких температур, особенно при высокой влажности и ветре, являются холодовые травмы; систематическое местное и общее охлаждение вызывает развитие нервно-сосудистых расстройств.

Барометрическое давлениесущественно влияет на процесс дыхания. При дыхании происходит диффузия кислорода в кровь. Оптимальным для дыхания является давление 95-120  мм рт.ст. При уменьшении давления снижается насыщение крови кислородом, наступает кислородное голода­ние, нарушается обмен веществ, появляется головная боль и т.п. Резкое изменение давления (декомпрессия) может вызвать кессонную болезнь.

При воздействии факторов среды на человека сигналы от рецепторов идут в функциональные системы для восприятия неблагоприятных измене­ний в среде и компенсации этих изменений за счет компенсаторных реак­ций организма (холода, нагрузки, давления и т.п.)

Благодаря способности организма к адаптации он находится в дина­мическом равновесии с внешней средой при изменениях температур. Ос­нову адаптации организма к изменению температуры составляют процес­сы, обеспечивающие поддержание взаимодействия физиологических сис­тем и органов (компенсаторные механизмы).

Адаптация к высоким температурам выражается в снижении основ­ного обмена, артериального давления, температуры тела и т.п. При адапта­ции к инфракрасному облучению снижается возбудимость рецепторов. Холодовая адаптация сопровождается усилением теплопродукции, большим кровоснабжении кожи. Адаптация действует, если колебания параметров микроклимата не выходят за пределы компенсаторных возможностей орга­низма. В противном случае наблюдается срыв адаптации.

Высокие и низкие температуры, инфракрасные излучения тормозят иммунологическую реактивность организма. Этим объясняется повышен­ный уровень заболеваемости рабочих горячих цехов. Низкие температуры, приводящие к переохлаждению организма, вызывают простудные заболе­вания, заболевания периферической нервной системы. Комбинированные действия химических и физических факторов при неблагоприятном микро­климате вызывают более выраженные сдвиги, чем действие одного из фак­торов.

Факторами метеорологических условий производственной среды яв­ляются: температура воздуха, его относительная влажность, скорость пе­ремещения воздуха и наличие теплоизлучений.

Для обеспечения нормальных условий деятельности человека пара­метры микроклимата нормируются. Нормы производственного микрокли­мата установлены уже упоминавшимся ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон. Параметры микроклимата в рабо­чей зоне должны соответствовать оптимальным или допустимым микро­климатическим условиям. Оптимальные условияобеспечивают нормаль­ное функционирование организма без напряжения механизмов терморегу­ляции. Придопустимых условияхмикроклимата возможно неко­торое напряжение системы терморегуляции без нарушения здоровья чело­века.

Параметры температуры, влажности и скорости движения воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда: легкая, средняя и тяжелая работа. Помимо этого, учитывается сезон года: холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С и теплый период с температурой +10°С и выше.