2.1 Мікроклімат виробничих приміщень

Суттєвий вплив на стан організму працівника, його працездатність здійснює мікроклімат (метеорологічні умови) у виробничих приміщеннях, під яким розуміють клімат внутрішнього середовища цих приміщень, що визначаються діючою на організм людини сукупністю температури, вологості, руху повітря та теплового випромінювання нагрітих поверхонь.

На відміну від мікроклімату житла та громадських споруд мікроклімат виробничих приміщень характеризується значною динамічністю і залежить від коливань зовнішніх метеорологічних умов, часу доби та пори року, теплофізичних особливостей технологічного процесу, умов опалення та вентиляції.

Мікроклімат виробничих приміщень, в основному, впливає на тепловий стан організму людини та її теплообмін з навколишнім середовищем.

Оптимальні та допустимі параметри мікроклімату встановлені ДСН 3.3.3.6.042-99.

Теплообмін людини з навколишнім середовищем

Людина постійно перебуває в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Для того щоб фізіологічні процеси в організмі людини відбувалися нормально, тепло, що виділяється організмом людини, повинно постійно відводитися в навколишнє середовище. Порушення теплового балансу може призвести до перегрівання або до переохолодження організму людини, зрештою, до втрати працездатності, втрати свідомості та теплової смерті.

Величина тепловиділення організмом .людини залежить від ступеня фізичного напруження за певних кліматичних умов і складає від 85 (у стані спокою) до 500 Дж/с (важка робота).

Нормальне теплове самопочуття має місце, коли тепловиділення (Qтв) організму людини повністю сприймається навколишнім середовищем (Qтн), тобто коли має місце тепловий баланс (Qтв) * (Qтн). У цьому випадку температура внутрішніх органів людини залишається постійною на рівні 36,6 °С.

Організм людини здатний підтримувати квазістійку температуру тіла при достатньо широких коливаннях параметрів навколишнього середовища. Так, тіло людини зберігає температуру близько 36,6 С^о при коливаннях навколишньої температури від -40 С° до +40 С°. При цьому температура окремих ділянок шкіри та внутрішніх органів може бути від 24 С° до 37,1 С°.

Найбільш інтенсивні обмінні процеси відбуваються в печінці - її температура 38.0...38.5С°. Існує добовий біоритм температури шкіри: максимальна (37,0..37,1 С°) о 16.00..19.00, мінімальна (36,0..36,2 С°) о 2.00..4.00 за місцевим часом.

Рівняння теплового балансу «людина - навколишнє сєредовище» вперше було проаналізоване в 1884 році професором Флавіцьким І.І. Теплообмін між людиною та навколишнім середовищем здійснюється конвекцією внаслідок обтікання тіла повітрям (gк), теплопровідністю через одяг (gт), випромінюванням на оточуючі поверхні (gв) та впроцесі тепломасообміну ((Qтм) при випарюванні вологи, котра виводиться на поверхню потовими залозами (gп) і при диханні (g_д):

Qтн = gк +gт+gв + gп + g_д

Конвекційний теплообмін визначається за законом Ньютона:

де - температура поверхні тіла людини (взимку -27,5 С°, влітку-31 С°);

- температура навколишнього середовища;

F_е - ефективна поверхня тіла людини (50-60% геометричної зовнішньої поверхні тіла людини). Для практичних розрахунків вона приймається рівною 1,8 м²;

- коефіцієнт тепловіддачі конвекцією; = 4,06 Вт/(м² *град).

Величина і напрямок конвекційного теплообміну людини з навколишнім середовищем визначається, переважно температурою навколишнього середовища, барометричним тиском, рухомістю та вологовмістом повітря.

Рівняння Фур'є, яке описує теплопровідність в одномірному теплопровідному полі, можна записати у вигляді:

де - коефіцієнт теплопровідності тканини одягу людини, Вт/град;

— товщина тканини одягу людини, м.

Легенева вентиляція - це об’єм повітря, що вдихається людиною за одиницю часу. Вона визначається як добуток об'єму повітря, що вдихається, залежить від фізичного навантаження, вологості повітря, температури оточуючого повітря.

Кількість теплоти, що виділяється людиною з повітрям, котре видихається, залежить від фізичного навантаження, вологості повітря, температури оточуючого повітря.

Загалом самопочуття людини залежить від її фізичного навантаження організму, температури оточуючих предметів та параметрів мікроклімату (температури, рухомості та відносної вологості повітря, барометричного тиску).

Вплив параметрів мікроклімату на самопочуття людини

Параметри мікроклімату справляють безпосередній вплив на самопочуття людини та його працездатність. Зниження температури за всіх інших однакових умов призводить до зростання тепловіддачі шляхом конвекції та випромінювання і може зумовити переохолодження організму.

Підвищення швидкості руху повітря погіршує самопочуття, оскільки сприяє підсиленню конвективного теплообміну та процесу тепловіддачі при випаровуванні поту. При підвищенні температури повітря мають місце зворотні явища. Встановлено, що при температурі повітря понад 30 С° працездатність людини починає падати. За такої високої температури та вологості практично все тепло, що виділяється, віддається у навколишнє середовище при випаровуванні поту. При підвищенні вологості піт не випаровується, а стікає краплинами з поверхні шкіри.

Недостатня вологість призводить до інтенсивного випаровування вологості зі слизових оболонок, їх пересихання та розтріскування, забруднення хвороботворними мікробами.

Вода та солі, котрі виносяться з організму з потом, повинні заміщуватися, оскільки їх втрата призводить до згущення крові та порушення діяльності сердцево- судинної системи.

Зневоднення організму на 6% викликає порушення розумової діяльності, зниження гостроти зору. Зневоднення на 15..20 % призводить до смертельного наслідку.

Втрата солі позбавляє кров здатності утримувати воду та викликає порушення діяльності серцево-судинної системи. За високої температури повітря і дефіциті води в організмі посилено витрачаються вуглеводи, жири, руйнуються білки.

Для відновлення водяного балансу рекомендуєгься вживати підсолену ( 0,5% NaСl) воду (4..5 л на людину за зміну), білково-вітамінний напій. У жарких кліматичних умовах рекомендується пити охолоджену питну воду або чай.

Тривалий вплив високої температури у поєднанні зі значною вологістю може призвести до накопичення теплоти в організмі і до гіпертермії - стану, при котрому температура тіла піднімається до 38..40 С°. При гіпертермії, як наслідок, тепловому ударі, спостерігається головний біль, запаморочення, загальна слабкість, спотворення кольорового сприйняття, сухість у роті, нудота, блювання, потовиділення. Пульс та частота дихання прискорюється, в крові зростає вміст залишкового азоту та молочної кислоти. Спостерігається блідність, посиніння шкіри, зіниці розширені, часом виникаютьь судоми, втрата свідомості.

За зниженої температури, значної рухомості та вологості повітря виникає переохолодження організму (гіпотермія). На початковому етапі впливу помірного холоду спостерігається зниження частоти дихання, збільшення об'єму вдиху. За тривалого впливу холоду дихання стає неритмічним, частота та об'єм вдиху зростають, змінюється вуглеводний обмін. З'являється м'язове тремтіння, при котрому зовнішня робота не виконується і вся енергія тремтіння перетворюється в теплоту. Це дозволяє протягом деякого часу затримувати зниження температури внутрішніх органів. Наслідком дії низьких температур є холодові травми.

Параметри мікроклімату спричиняють суттєвий вплив на продуктивність праці та на травматизм.

Нормування параметрів мікроклімату

На сьогодні основним нормативним документом, що визначає параметри мікроклімату виробничих приміщень є ДСН 33.6.042-99. Вказані параметри нормуються для робочої зони - простору, обмеженого по висоті 2 м над рівнем підлоги чи майданчика, на якому знаходяться робочі місця постійного або непостійного (тимчасового) перебування працівників.

В основу принципів нормування параметрів мікроклімату покладена диференційна оцінка оптимальних та допустимих метеорологічних умов в робочій зоні в залежності від теплової характеристики виробничого приміщення, категорії робіт за ступенем важкості та періоду року.

Оптимальним (комфортним) вважаються такі умови праці, за котрих має місце найвища працездатність і хороше самопочуття. Допустимі мікрокліматичні умови передбачають можливість напруженої роботи механізму терморегуляції, що не виходить за межі можливостей організму, а також дискомфортні відчуття.

Оптимальні та допустимі параметри мікроклімату у робочій зоні виробничих приміщень для різних категорій важкості робіт в теплий та холодний періоди року наведені в таблиці 2.1. Період року визначається за середньодобовою температурою зовнішнього середовища . При <+10 °С - холодний період, а якщо + 10 °С - теплий період року.

Таблиця 2.1