Микроклимат. Влияние на человека микроклиматических условий.
Микроклимат производственных помещений – климат внутренней среды этих помещений, который определяется сочетанием ряда действующих на человека факторов.
Микроклимат обычно оценивают сочетанием следующих трех факторов.
1. Температура воздуха tв, 0С.
2. Скорость движения воздуха Vв, м/с.
3. Относительная влажность φ, %.
Факторы оказывают воздействие на человека в его рабочей зоне.
Рабочая зона – пространство, ограниченное по высоте 2 метрами над уровнем поверхности, на которой находится человек постоянно или временно.
Рабочая зона включает постоянные и непостоянные рабочие места.
Постоянное рабочее место – место, на котором работающий находится более 50% рабочего времени или более 2 часов непрерывно.
Непостоянное рабочее место – место, на котором работающий находится менее 50% рабочего времени и менее 2 часов непрерывно.
На основе анализа микроклиматических условий делаются выводы о допустимой тяжести работ.
Организм человека постоянно находится в состоянии теплообмена с окружающей средой. Вследствие белкового, углеводного и жирового обмена в организме вырабатывается тепло (теплопродукция) Qт, количество которого зависит от рода деятельности и интенсивности выполняемой работы. Это тепло для спокойного состояния человека составляет 80 - 100 вт/час.
Теплопродукция организма отдаётся в окружающую среду посредством конвекции, излучения тепла и испарения влаги с поверхности кожи.
Тепло, передающееся конвекцией Qк (вт) определяется по следующей формуле.
.
Здесь α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, вт/(м2*град.); F - площадь поверхности тела, м2; tт, tв - температура тела и воздуха.
Конвективная отдача тепла зависит от скорости движения и температуры воздуха.
Отдача тепла излучением Qизл (вт) происходит, если температура тела больше температуры стен.
Теплоотдача за счёт испарения влаги Qисп (вт) с поверхности кожи зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела ещё и от скорости его движения.
Относительная влажность φ определяется по следующей формуле.
.
Абсолютная влажность воздуха (А, г/кг) - это количество водяного пара, содержащегося в 1 кг воздуха при данной температуре и давлении.
Максимальная влажность (F, г/кг) - это количество водяного пара, которое может содержаться в 1 кг воздухе при тех же условиях.
Нормальные для определённого вида деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового комфорта.
.
В организме человека имеется психофизиологическая система терморегуляции, позволяющая ему адаптироваться к изменениям климатических факторов и поддерживать нормальную постоянную температуру тела. Терморегуляция осуществляется двумя процессами: выработкой тепла и теплоотдачей, течение которых регулируется ЦНС. При нарушении этого уравнения возможно ухудшение самочувствия, переохлаждение или перегрев организма.
Гипотермия (переохлаждение) начинается, когда теплопотери становятся больше теплопродукции организма, а система терморегуляции не справляется с этими изменениями.
Нарушается кровоснабжение, что вызывает такие простудные заболевания, как невриты, радикулиты, заболевания верхних дыхательных путей.
В результате гипотермии наблюдается отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, ложное ощущение благополучия, замедленные движения, угнетение психики, а в тяжёлых случаях - потеря сознания и летальный исход.
Гипертермия (перегрев) наблюдается при нарушении уравнения теплового комфорта, когда внешняя теплота Qв.т. суммируется с теплопродукцией организма, и эта сумма превышает величину теплопотерь.
При гипертермии возникает головная боль, учащённый пульс, снижение артериального давления, поверхностное дыхание, тошнота. При тяжёлом поражении возможна потеря сознания. Эти симптомы характерны для теплового и для солнечного удара. Повышенная влажность воздуха более 75% ускоряет развитие гипертермии и гипотермии. Климатические факторы действуют на человека комплексно.
Оценка микроклиматических условий производится на основе следующих методов.
1. Анализ соответствия реальных условий описанным в нормативных документах.
2. Определение величин эффективных и эквивалентно эффективных температур (психрометр).
3. Измерения по кататермометру.