7. Метеорологические условия на производстве. Терморегуляция: физическая и химическая. Влияние производственных метеоусловий на терморегуляцию. Нормирование метеоусловий на производстве.

Метеорологические условия производственной среды —темпе­ратура, влажность и скорость движения воздуха, определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем орга­низма, самочувствие, работоспособность и здоровье. Кроме то­го нарушение теплообмена (охлаждение или перегрев) усугуб­ляет действие на человека вредных веществ, вибрации и других: производственных факторов. Изложенное в значительной степе­ни определяет необходимость нормирования микроклимата и разработку гигиенических требований к мероприятиям, направ­ленным на профилактику перегрева и переохлаждения орга­низма и сохранение высокого уровня работоспособности и здо­ровья человека. С этой целью в 1963 г. институты гигиены труда и проектирующие организации разработали, а Министер­ство здравоохранения СССР и Госстрой СССР утвердили i «Санитарные нормы проектирования промышленных предприя-|тий» (СН 245—63), которые в 1971 году были пересмотрены и дополнены' и действуют в настоящее время как СН 245—71. Положения этих нормативных документов явились основой утвержденного в 1976 г. ГОСТ ССБТ 12.1.005—76 «Воздух ра­бочей зоны». Этот ГОСТ распространяется как на проектируе­мые, так и на действующие предприятия всех отраслей народ­ного хозяйства и является основой не только предупредитель­ного, но и текущего санитарного надзора.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ОРГАНИЗМА И ПОСЛЕДСТВИЯ ЕЕ НАРУШЕНИЯ

Метеорологические условия производственной среды* (рабочих "помещений, производственных цехов, открытых рабочих площа­док и др.) зависят от физического состояния воздушной среды и характеризуются основными метеорологическими элементами: температурой, влажностью и скоростью движения воздуха, а также тепловым излучением нагретых поверхностей оборудова­ния и обрабатываемых материалов и изделий. Совокупность этих факторов, характерных для данного производственного участка, называется производственным микроклиматом.

Метеорологические факторы, как каждый в отдельности, так и в различных сочетаниях, оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье. Для производственных условий в большинстве случа­ев характерно суммарное действие метеорологических факто­ров. Такое действие может быть или антагонистическим, когда воздействие одного или нескольких факторов ослабляется или полностью уничтожается другими, или же синергическим, ког­да воздействие одного неблагоприятного фактора усиливает другой, также неблагоприятный фактор.

Так, увеличение скорости движения воздуха ослабляет не­благоприятное действие высокой температуры и усиливает дей­ствие низкой; повышение влажности воздуха усугубляет дейст­вие как высокой, так и низкой температуры. Следовательно, в одних случаях сочетание метеорологических факторов создает благоприятные условия для нормального протекания жизнен­ных функций организма, а в других — неблагоприятные, что мо­жет привести к нарушению терморегуляции организма.

Терморегуляция — это совокупность физиологических и хи­мических процессов в организме человека, направленных на поддержание температуры тела (в пределах 36—37°С). Сохра­нение постоянной температуры тела в широком диапазоне из­менений метеорологических факторов — необходимое условие для протекания в организме биохимических процессов, лежа­щих в основе его жизнедеятельности. Повышение температуры тела выше этих пределов называется перегревом, понижение ее — охлаждением. Перегрев и охлаждение ведут к опасным для организма нарушениям его жизненных функций.

Терморегуляция — физиологический процесс, находящийся под контролем центральной нервной системы. Она обеспечива­ет равновесие между количеством тепла, непрерывно образую­щимся в организме в процессе обмена веществ, и излишками тепла, непрерывно отдаваемыми в окружающую среду, т. е. поддерживает тепловой баланс организма человека.

Различают химическую и физическую терморегуляцию. Хи­мическая терморегуляция достигается снижением уровня обме­на веществ при угрозе перегревания организма или усилением обмена при охлаждении. Однако роль химической терморегу­ляции в тепловом равновесии организма с внешней средой не­велика по сравнению с физической терморегуляцией, которая регулирует отдачу тепла в окружающую среду.

Отдача тепла организмом в окружающую среду может про­исходить тремя путями:

в виде инфракрасных лучей, излучаемых поверхностью тела в направлении окружающих предметов с более низкой темпе­ратурой (радиация);

нагревом воздуха, омывающего поверхность тела (конвек­ция) ;

испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожи) и сли­зистых оболочек верхних дыхательных путей.

В нормальных условиях при слабом движении воздуха че­ловек в состоянии покоя теряет в результате радиации около 45% всей вырабатываемой организмом тепловой энергии, кон­векцией— до 30% и испарением пота — до 25%. При этом свы­ше 80% тепла отдается через кожу, примерно 13% через орга­ны дыхания, около 5% тепла расходуется на согревание прини­маемой пищи, воды и вдыхаемого воздуха.

Соотношение между различными видами отдачи тепла мо­жет изменяться в зависимости от метеорологических факторов и их сочетания, суммарное же количество отдаваемого тепла) при данной интенсивности мышечной работы остается почти постоянным. Количество отдаваемого тепла увеличивается при усилении мышечной работы, сопровождаемой увеличением теп­лообразования.

Теплоотдача радиацией и конвекцией может происходить только в том случае, если температура окружающей среды (воздуха, поверхностей предметов) ниже температуры тела, причем интенсивность теплоотдачи тем больше, чем выше раз­ность этих температур. При температуре окружающей среды, равной или выше температуры поверхности тела (кожи), теп­лоотдача возможна только путем выделения пота, на испарение одного грамма которого затрачивается около 2,5 кДж (0,6 ккал).

Количество пота, выделяемого организмом, зависит от тем­пературы окружающей среды и интенсивности физической- на­грузки. При покое организма и температуре окружающего воз­духа 15°С потоотделение незначительно и составляет примерно 30 мл/ч. При высокой температуре (30°С и выше), особенно при выполнении тяжелой физической работы, потоотделение 1может усиливаться в десятки раз. Так, в горячих цехах при усилёшю'й мышечной работе выделяется до I —1,5 л/ч пота, на испарение которого затрачивается около 2500—3800 кДж (600—900 ккал).

Следует заметить, что отдача тепла с потоотделением воз­можна лишь в том случае, если выделяющийся пот испаряется с поверхности тела. Скорость же испарения пота, а следова­тельно, и интенсивность теплоотдачи, зависит от влажности и скорости движения воздуха, а также от материала, вида и по­кроя одежды.

В условиях, когда теплоотдача происходит только в резуль­тате испарения пота, а влажность воздуха превышает 75—80%, может наступить перегрев организма, вызванный нарушением терморегуляции. Наиболее характерный признак нарушения терморегуляции—повышение температуры тела. При неболь­шом перегреве симптомы ограничиваются легким повышением температуры тела, обильным потоотделением, жаждой, неболь­шим учащением дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникают еще и головокружение, затрудняется речь и др. Описанная форма нарушения терморегуляции с преобла­данием резкого повышения температуры тела называется тепловой гипертермией.

Другая форма перегрева характеризуется преобладанием нарушения водно-солевого обмена и известна под названием судорожной болезни. Она протекает в форме судорог различ­ных, особенно икроножных мышц и сопровождается боль­шой потерей пота, сильным сгущением крови и т. п. В дальней­шем может наступить тепловой удар, протекающий с потерей сознания, повышением температуры тела до 40—41 °С, слабым и учащенным пульсом. Характерный признак тяжелого пора­жения— почти полное прекращение потоотделения. Тепловой удар и судорожная болезнь могут иметь смертельный исход.

Неблагоприятное воздействие на организм человека оказы­вает не только высокая, но и низкая температура воздуха. Дли­тельное и интенсивное воздействие холода может вызвать ряд изменений важнейших физиологических процессов, влияющих на работоспособность и здоровье работающих. Длительное ох­лаждение часто приводит к расстройству деятельности капил­ляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног и кон­чиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всего-организма.

Широко распространены вызываемые переохлаждением за­болевания периферической нервной системы, особенно пояснич-но-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного,, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышеч­ного ревматизма, плеврит, бронхит, асептическое и инфекцион­ное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др..

Наибольший процент обморожений и даже смертей в ре-1 зультате переохлаждения наблюдается при сочетании низкой Г температуры воздуха, высокой влажности и большой его по­движности. Это объясняется тем, что влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией.

НОРМИРОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Метеорологические условия для рабочей зоны производствен­ных помещений (пространство высотой до 2 м над уровнем пола) регламентируются ГОСТ 12.1.005—76 «Воздух рабочем зоны». Этот ГОСТ устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера про­изводственных помещений, времени года и категории выпол- • няемой работы (легкие, средней тяжести и тяжелые).

Оптимальные микроклиматические условия — сочетание па­раметров микроклимата, которое при длительном и системати­ческом воздействии на человека обеспечивает сохранение нор­мального функционального и теплового состояния организм;: без напряжения реакций терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают наиболее благопри ятные условия для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия — сочетание па­раметров микроклимата, которые при длительном и система­тическом воздействии на человека могут вызвать проходящее и быстро нормализующееся изменение функционального и теп­лового состояния организма и напряжение реакций терморегу­ляции, не выходящие за пределы физиологических приспособи­тся ьных возможностей. При этом не возникает повреждении или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться ощущения теплового дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Согласно ГОСТ 12.1.005—76, производственные помещения по избыткам тепла*, воздействующего на изменение темпера-тур-ы воздуха в помещениях, условно подразделяются на по­мещения с незначительным избытком явного тепла (не превы­шающие или равные 23 Дж/м3 с или1 20 ккал/м3 м) и со зна­чительными избытками явного тепла (более 23 Дж/м3 с), ко­торые относятся к категории «Горячих цехов».

Времена года разделяются на два периода: холодный и пе­реходный, когда среднесуточная температура наружного воз- "' духа ниже, -ИО°С, и теплый период, когда среднесуточная тем- | пература наружного воздуха + 10°С и выше.

Некоторые выдержки из ГОСТа представлены в табл. 5.1.

Для теплого периода года оптимальные параметры микрок­лимата следующие: температура па 2—3°С выше, чем для холод­ного периода, относительная влажность для всех категорий ра­бот 60—40% скорость движения воздуха в зависимости от ка­тегории работ колеблется от 0,2 до 0,5 м/с.

ГОСТ 12.1.005—76 включает также допустимые параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещении с избытками явного тепла в теплый период года.

В отапливаемых помещениях, а также в помещениях со значительными избытками явного тепла, где на каждого рабо­тающего приходится площадь пола от 50 до 100 м2, допуска­ется в холодный и переходный периоды года понижение тем­пературы воздуха вне постоянных рабочих мест до 12 °С— при легких работах, до 10 °С при работах средней тяжести и до 8°С — при тяжелых работах.

«Санитарные нормы проектирования промышленных пред­приятий СН 245—71» регламентируют температуру и скорость движения воздуха при воздушном душировании в зависимости от интенсивности теплового излучения.