Микроклимат производственных помещений. 10

Микроклимат производственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности, подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловым излучением.

Параметры микроклимата производственных помещений, отличаясь большой динамичностью, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Основные параметры микроклимата

1)      температура воздуха

2)      влажность воздуха

3)      подвижность воздуха

Микроклимат и тепловой обмен

Между человеком и окружающей его средой постоянно происходит теплообмен. Несмотря на колебания температуры окружающей среды, температура тела человека поддерживается на относительно постоянном уровне (в подмышечной впадине равна 36,5  - 36,9 °С с колебаниями в течение суток в пределах 0,5 -  0,7 °С). Уровень температуры тела человека в определенной степени зависит от соотношения между интенсивностью образования тепла и величиной теплопотерь, поддерживаясь за счет реакций терморегуляции.

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

Различают регуляцию теплообразования (химическая терморегуляция) и теплообмена (физическая терморегуляция).

Наибольший вклад в энергетический обмен вносит сократительная мышечная активность. Теплопродукция  печени составляет  12 - 24% общей теплопродукции организма. Так, если в состоянии покоя теплообразование находится на уровне 111,6 - 125,5 Вт, при интенсивной мышечной работе наблюдается увеличение теплопродукции до 313,6 - 418,4 Вт.

Усиление теплообразования у человека вследствие увеличения интенсивности энергетического обмена отмечается тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной (18 - 20 °С)

При низких температурах специфической реакцией химической терморегуляции является холодовая мышечная дрожь, при которой внешней работы не совершается и вся энергия сокращения переходит в тепло. Источником дополнительного тепла при охлаждении является также терморегуляторный мышечный тонус - особая не видимая глазу сократительная активность мышц.

Эффективность повышения теплопродукции зависит от величины теплоизоляции тела.

Теплоотдача  осуществляется следующими путями:

а) излучения тепла телом человека  (по отношению к окружающим поверхностям, имеющим более низкую температуру) - радиационная теплоотдача;

б) конвекции - отдачи тепла с поверхности тела человека притекающим к нему менее нагретым слоям воздуха;

в) проведения - отдачи тепла предметам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела;

г) испарения воды с поверхности кожи и дыхательных путей.

Одежда уменьшает теплоотдачу. Теплоизолирующие свойства одежды зависят от толщины используемых материалов, воздухопроницаемости и конструкции.

Тепло отдается организмом излучением тогда, когда температура стен, пола, потолка, а также поверхностей оборудования и других материалов в окружающей среде ниже температуры поверхности тела.

В тех случаях, когда температура окружающих поверхностей выше температуры тела (32 - 33 °С), происходит не потеря, а восприятие тепла путем радиации.

При повышении температуры воздуха и окружающих поверхностей, когда отдача тепла конвекцией и радиацией уменьшена, основным путем отдачи тепла организмом является испарение.

При нормальной температуре воздуха организм теряет в сутки до 1 л воды путем неощутимого и активного потоотделения. При повышении температуры выделение пота может быть 5 - 6 л за смену. При тяжелой мышечной работе в горячем цехе величина потоотделения может достигать 12 л.

Величина потоотделения у человека зависит от температуры воздуха, скорости движения его, влажности (парциального давления паров), теплозащитных свойств одежды, уровня мышечной активности.

При повышении температуры воздуха заметно возрастает влияние на теплообмен организма влажности воздуха и влагопроницаемости одежды. Увеличение содержания влаги в воздухе уменьшает физиологический дефицит насыщения и тем самым ограничивает теплопотери испарением.

При низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплопотери организмом в результате интенсивного поглощения водяными парами теплового излучения организма.

Таким образом, в производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей выше температуры поверхности кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно излучением и конвекцией. Если же температура воздуха и окружающих поверхностей такая же, как температура кожи, или выше ее, теплоотдача возможна лишь испарением влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей при условии малого насыщения воздуха водяными парами.

Влияние нагревающего микроклимата на физиологические функции организма

Гипертермия.  Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании, с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению тепла в организме и развитию  перегревания организма выше допустимого уровня (гипертермии ) - состояния, при котором температура тела  поднимается до 38 – 39 °С. То же случается и при высоком кратковременном нагревании при температуре выше 60 °С, например при ремонте печей.

Клинически при гипертермии  наблюдается головная  боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия предметов, сухость во рту, тошнота, рвота, гиперемия лица, обильное потоотделение.  Пульс и дыхание учащены,  температура тела  повышена  до 38 °С  и более. В крови увеличивается содержание остаточного азота и молочной кислоты. Выраженная гипертермия,  сопровождающаяся  высокой  температурой  тела   (40 - 41 °С) и тяжелым общим состоянием организма, называется тепловым ударом.  При этом наблюдается бледность, синюшность,  зрачки расширены, дыхание частое, поверхностное (50 – 60 в 1 мин), временами судороги, тахикардия,  падение  АД  (тепловой коллапс), потеря сознания.

На фоне симптомов теплового удара развиваются тетанические судороги мышц конечностей и резкие боли в них при движении, что является судорожной  формой перегрева. Наблюдается резкое снижение диуреза, развивается сгущение крови (увеличиваются вязкость крови, количество эритроцитов и гемоглобина).

В  тяжелых случаях  могут  наблюдаться  нервно-психические расстройства.

Основную роль в патогенезе перегрева отводят газовому алкалозу и аммиачной интоксикации образованию токсических БАВ, явлению гипоксии в организме. Судорожная  форма перегрева является следствием нарушения водно-солевого обмена, обезвоживания и деминерализации организма (потери NaCl).

Тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях работы: выполнение тяжелой  физической работы в условиях высокой температуры, инфракрасного  излучения и высокой влажности, в  одежде  затрудняющей теплоотдачу; работы на открытом воздухе в жарком климате

Солнечный удар может возникнуть при работах на открытом воздухе (строители, геологи, сельскохозяйственные рабочие и др.) в результате интенсивного прямого облучения головы инфракрасным излучением коротковолнового диапазона (1 - 1,4 мкм), следствием чего является тяжелое поражение оболочек, и мозговой ткани вплоть до выраженного менингита и энцефалита. Клиническая картина солнечного удара характеризуется общей слабостью, головной болью, головокружением, шумом в ушах, беспокойством, расстройством зрения, тошнотой, рвотой. В тяжелых случаях - помрачнение сознания, резкое возбуждение, судороги, галлюцинации, бред, потеря сознания. Температура тела при этом в отличие от теплового удара нормальная или незначительно повышена.

Влияние низких температур на организм

Многие производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха могут быть причинами охлаждения и даже переохлаждения организма (гипотермия), если спецодежда и режимы труда не соответствуют гигиеническим требованиям.

При гипотермии вначале наблюдается возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы, вследствие чего рефлекторно уменьшается теплоотдача и усиливается теплопродукция.

Снижение теплоотдачи организмом происходит за счет понижения температуры поверхности тела в результате спазма периферических сосудов (особенно в области кистей и стоп) и перераспределения крови во внутренние органы, способствующего поддержанию постоянной температуры внутренних органов, увеличению термического сопротивления тканей организма.

Сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица чередуется с неактивным расширением их. Этот физиологический процесс, именуемый флюктуацией, является компенсаторными, обеспечивающим защиту от переохлаждения.

При очень резком охлаждении организма при длительном воздействии субнормальных температур наблюдается стойкий сосудистый спазм, который приводит к анемизации тканей, нарушению их питания. Спазм сосудов охлаждаемой поверхности тела вызывает ощущение боли.

При значительном охлаждении организма включается химическая  терморегуляция – усиливаются окислительные обменные процессы в организме, возрастает потребление кислорода.

У человека прирост обменных процессов при понижении температуры на 1°С составляет около 10 %, a при интенсивном охлаждении он может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена. В процесс теплообразования вовлекается скелетная мускулатура, сначала повышается мышечный тонус, а затем появляются сокращения отдельных мышц - мышечная дрожь, при которой внешней работы не совершается и имеет место превращение всей энергии в тепло. Появление мышечной дрожи в течение некоторого времени может задерживать снижение температуры внутренних органов даже при интенсивном охлаждении поверхности тела.

При воздействии низких температур со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается холодовая гипертензия, обусловленная сужением просвета капиллярной сети. Увеличивается систолическое и диастолическое артериальное давление.

В  начальном периоде воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. Интенсивное действие холода вызывает рефлекторное учащение дыхания и рост  легочной  вентиляции.  При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются, одновременно увеличивается легочная вентиляция.

Восстановление физиологических реакций в условиях радиационного охлаждения носит более длительный характер. В связи с охлаждением и понижением общей сопротивляемости организма у работающих могут возникнуть различные последствия. Результатом острого  местного (контактного ) переохлаждения может быть отморожение.

Адаптация и акклиматизация при работе в условиях нагревающего и охлаждающего климата

Организм работающих в условиях постоянного  воздействия высоких или низких температур находится в состоянии динамического равновесия с внешней средой (динамическая стереотипия) - это равновесие, установившееся благодаря приспособлению организма человека к определенным метеорологическим условиям.

Тепловая адаптация. В основе адаптации к охлаждающему или нагревающему микроклимату лежат процессы, направленные на поддержание определенного уровня и взаимосвязи физиологических систем, органов, механизмов управления, обеспечивающих высокую жизнедеятельность организма.

На начальных этапах адаптация осуществляется за счет активации компенсаторных механизмов - первичных рефлекторных реакций, направленных на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных термическими раздражителями.

В процессе приспособления (адаптации) вся деятельность организма путем нейрогуморальных механизмов приводится во все более точное и тонкое уравновешивание с окружающей средой.

В результате адаптационного процесса устанавливается стабильное состояние жизненных систем организма в измененных микроклиматических условиях среды - акклиматизация.

Акклиматизация приспособление к новым климатическим условиям является частным случаем адаптации, развивается в результате длительного пребывания в условиях высоких и низких температур.

Характерными особенностями адаптации и акклиматизации являются улучшение общего состояния, более легкая переносимость высоких и низких температур, сокращение периода восстановления физиологических функций и работоспособности.

Акклиматизация зависит от индивидуальных свойств человека, состояния его физиологических функций до адаптации. Через 4 - 6 недель в условиях высокой температуры уже имеются признаки довольно выраженной адаптации, характеризующиеся меньшим напряжением систем регуляции и сердечно-сосудистой системы, некоторым повышением работоспособности, однако для акклиматизации к высоким температурам необходимы годы.

Адаптация к высоким температурам выражается в повышении работы мышц, значительном снижении основного обмена, уменьшении артериального давления, урежении частоты пульса и дыхания, некотором снижении температуры тела, усилении потоотделения, повышении содержания жировых веществ в поту за счет более активной деятельности сальных желез. В процессе адаптации при выраженном потоотделении наблюдается уменьшение концентрации хлоридов в поту, что способствует уменьшению нарушений водно-солевого обмена.

В процессе адаптации к инфракрасному облучению понижается возбудимость рецепторов, отмечается незначительное учащение пульса и повышение температуры тела, повышение интенсивности потоотделения, увеличение количества жировых веществ и уменьшение концентрации хлоридов в поту.

Адаптация к воздействию холода. Частое и длительное влияние холода приводит к повышению обмена веществ и усилению теплопродукции, быстрее восстанавливается температура кожи, отмечается менее выраженное сужение сосудов кожи, большее ее кровоснабжение, увеличивается объем циркулирующей крови

Активизируется функция щитовидной железы, потенцируя термическое действие норадреналина.

Адаптация наблюдается при условии, если колебания параметров производственного микроклимата не выходят за пределы компенсаторных возможностей организма. Резко выраженные колебания метеорологических условий затрудняют адаптацию организма к ним. Чрезмерные по интенсивности и продолжительности тепловые раздражители могут привести к срыву адаптации.

Срывы адаптации связаны со снижением иммунологической реактивности организма и влекут за собой разнообразные неблагоприятные последствия, в частности, повышенную заболеваемость.

Производственный микроклимат и иммунологическая реактивность организма. Отмечено тормозящее влияние высокой, низкой температур и инфракрасной радиации на иммунологическую реактивность организма. У рабочих горячих цехов, подвергающихся воздействию высокой температуры, инфракрасного облучения и резких температурных колебаний, наблюдается более низкий уровень иммунологической резистентности организма.

Влияние производственного микроклимата на состояние  здоровья рабочих. Чрезмерные по интенсивности  и  продолжительности  тепловые раздражители, предъявляющие организму требования, превышающие его компенсаторные возможности, могут приводить к срыву адаптации. Этим, отчасти, объясняется повышенный уровень заболеваемости рабочих горячих цехов, подвергающихся иногда значительной тепловой нагрузке.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений.

Нормы производственного микроклимата установлены ГОСТом «Гигиенические  нормы микроклимата промышленных предприятий» и являются едиными для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями. Принципиальное значение в нормах имеет раздельное нормирование каждого компонента микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха. В рабочей зоне должны обеспечиваться параметры микроклимата, соответствующие оптимальным и допустимым микроклиматическим условиям.

Под оптимальными микроклиматическими условиям понимают такие сочетания параметров микроклимата, которые обеспечивают при систематическом воздействии нормальное функционирование организма без напряжения механизмов терморегуляции. Оптимальные параметры микроклимата создаются при кондиционировании воздуха в таких отраслях промышленности, как радиоэлектроника, точное машиностроение и др.

Допустимые микроклиматические условия не должны нарушать здоровье человека. Однако при них возможно некоторое напряжение реакции терморегуляции, носящее кратковременный характер..

Параметры температуры, влажности и скорости движения  воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда (легкая, средней тяжести, тяжелая работа), исходя из величин теплопродукции. При легкой работе разрешается несколько более высокая температура и меньшая скорость движения воздуха, чем при работах средней тяжести и тяжелой. Категория работ устанавливается на основе общих энерготрат организма, а при характеристике помещений по категории выполняемых в них работ ориентируются на работы, в выполнении которых принимают участие 50% и более работающих в них лиц.

Зачитывается также сезон года. При этом выделяют следующие периоды: теплый, холодный и переходный.

Обеспечение санитарных норм направлено на предупреждение перегревания или переохлаждения работающих в условиях конвекционного, радиационного тепла или низких температур.

Профилактика перегревания и переохлаждения организма

Борьба с неблагоприятными влияниями производственного микроклимата осуществляется с использованием мероприятий технологического, санитарно-технического и медико-профилактического порядка.

В профилактике вредного влияния высоких температур инфракрасного излучения ведущая роль принадлежит технологическим мероприятиям.

Замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования способствуют оздоровлению неблагоприятных условии труда. Автоматизация и механизация  процессов, дистанционное управление обеспечивают возможность пребывания рабочих вдали от источника радиационного и конвекционного тепла.

Эта группа мероприятий с гигиенической точки зрения является наиболее радикальной. Например, использование установок по непрерывной разливке стали и автоматическая система управления проката металла способствуют ликвидации тяжелых операций, проводившихся в условиях интенсивного инфракрасного излучения.

К числу мероприятий технологического характера относятся замена кольцевых печей туннельными в кирпичном, фарфорово-фаянсовом производстве, при сушке форм и  стержней в литейном производстве, использование электропечей в сталелитейном производстве, применение штамповки вместо поковочных работ, индукционный нагрев металлов токами высокой частоты.

К группе санитарно-технических мероприятий относятся средства локализации тепловыделений и теплоизоляции, направленные на снижение интенсивности теплового излучения и тепловыделений от оборудования.

Немалую роль в профилактике перегревания играют индивидуальные средства защиты.

Спецодежда должна быть воздухо- и влагопроницаемой (хлопчатобумажная, льняная; грубошерстное сукно), иметь удобный покрой. Для защиты от инфракрасного излучения используют отражающие ткани, на поверхности которых распылен тонкий слой металлов. Для работы в экстремальных условиях (ликвидация пожаров и др.) применяются специальные костюмы, обладающие, повышенной теплосветоотдачей.  Для защиты головы от излучения применяют дюралевые, фибровые каски, войлочные шляпы; для защиты глаз – очки (темные или с прозрачным слоем металла), маски с откидным экраном. При работах на открытом воздухе на постоянных рабочих местах предусматриваются тенты, навесы. Кабины машин окрашивают в светлые тона, оборудуются кондиционерами, теплоизолируются.

Организационные и медико-профилактические мероприятия. Важным фактором, способствующим повышению работоспособности рабочих горячих цехов, является рациональный режим труда и отдыха.

Режим труда разрабатывается применительно к конкретным условиям работы. При этом определяется общая продолжительность отдыха в течение рабочего дня, продолжительность отдельных периодов отдыха. Частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные.

Для  работ, выполняемых на открытых площадках в южных районах разрабатываются режимы труда и отдыха с учетом времени наибольшей инсоляции.

В условиях жаркого климата предлагается начинать рабочий день раньше, а в самые жаркие часы, (с 12 до 18 ч) устраивать перерывы.

Разработаны рациональные режимы труда и отдыха для строителей, работающих в различных климатических зонах страны.

При  физических работах средней тяжести и температуре наружного воздуха до 25 °С внутрисменный режим предусматривает 10-минутные перерывы после 60 - 50 мин работы; при температуре наружного воздуха от 25 до 33 °С рекомендуются 15-минутные перерывы после 45 мин работы и разрыв рабочей смены на 4 - 5 ч на период наиболее жаркого времени.

Высока гигиеническая эффективность комнат отдыха с системой искусственного охлаждения панелей. Пребывание в этой комнате рабочих во время кратковременных перерывов приводит к более быстрому восстановлению физиологических функций, чем в обычных комнатах отдыха без охлаждения.

Существенное значение для профилактики перегревания имеет питьевой режим. В горячих цехах при выполнении физической работы, в условиях продолжительного (50% и более) инфракрасного облучения, когда влагопотери превышают 3,5 - 5 л за смену, должна применяться охлажденная (до 15 – 20 °С), подсоленная (0,5 % раствор хлорида натрия) газированная вода с добавлением солей калия, водорастворимых витаминов. При меньших  влагопотерях расход солей восполняется за счет приема пищи. В южных районах страны вместо подсоленной воды применяют белково-витаминные напитки, витаминизированный зелёный байховый чай, яндак - чай, содержащий минеральные соли, микроэлементы, витамины. Эти напитки тонизирующе действуют на организм и восполняют потери витаминов и солей. Постановлением Совета Министров СССР и Президиума Центрального Совета профсоюзов от 10.02.61 г. № 122/3 рабочие горячих цехов металлургических заводов ежедневно бесплатно обеспечиваются витаминами A, B1, В2, С и РР.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать задержку тепла – предупреждение выхолаживания производственных помещений, подбор рациональных режимов труда и отдыха, использование средств индивидуальной защиты и мероприятия по повышению защитных сил организма.

В борьбе с охлаждением очень важен рациональный режим труда и отдыха. Он способствует укреплению динамического стереотипа, предупреждает преждевременное утомление, увеличивает период устойчивой работоспособности, увеличивает производительность труда. При работах на открытом воздухе в холодный период года (ниже 10 °С) режим труда и отдыха устанавливается в зависимости от параметров наружного воздуха, а на Севере - также и от степени жесткости погоды. Степень жесткости погоды определяется температурой и скоростью движения воздуха -  увеличение скорости движения воздуха на 1 м/с соответствует снижению температуры воздуха на 2 °С. Прекращение работ на открытом воздухе при низких температурах производится на основании постановления местных Советов. При неблагоприятных метеорологических условиях - температура воздуха - 10 °С и ниже - обязательны перерывы на обогрев продолжительностью 10 - 15 мин каждый час. При температуре наружного воздуха от - 30 до - 45 °С 15-минутные перерывы на отдых организуются через 60 мин. от начала рабочей смены и после обеда, а затем через каждые 45 мин работы.

В помещениях для обогрева необходимо предусматривать возможность питья горячего чая. Рационально оборудовать эти помещения суховоздушными душами, которые в 4 - 6 раз повышают эффект обогревания. После работы в  холодильных камерах целесообразно принимать водяной душ 38 - 40 °С.

Индивидуальные средства защиты имеют большое значение в профилактике охлаждения организма. Материалы для одежды должны обладать хорошим теплозащитным свойством (мех, шерсть, овчина, вата, синтетический мех). При работе в условиях экстремальных температур рекомендуется применение многослойной и обогреваемой электротоком одежды.

Следует иметь в виду,  что влажная, загрязненная спецодежда теряет свои защитные свойства, поэтому бытовые помещения должны быть оборудованы сушилками и приспособлениями для чистки.

С целью профилактики охлаждения и повышения устойчивости к воздействию холода рекомендуется закаливание организма путем проведения гидропроцедур, воздушных и солнечных ванн, повышать резистентность организма с помощью УФ-облучений, физических упражнений.

Медицинскими противопоказаниями к работе в условиях холода являются заболевания эндокринных желез, болезней обмена, органов кроветворения, хронические заболевания дыхательных путей, почек, периферических сосудов, суставов и др.

Первый МГМУ им. И. М. Сеченова

Реферат на тему:

Производственный микроклимат

Выполнил:

Студент 10 группы 5 курс

МПФ

Горнаго Б. А.

Москва 2010