Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Часть 1. Курс лекций
.pdf
51
Физическим трудом (работой) называют вид производственной
деятельности, связанной с существенными энергетическими затратами,
обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем,
необходимых для его функционирования (сердечно-сосудистой, нервномышечной, дыхательной и др.). При этом высшие психические функции
(внимание, память, эмоциональная и интеллектуальная сферы) не
испытывают значительного напряжения.
Физическая работа может быть статическая и динамическая.
Динамическая работа заключается в перемещении грузов. Статическая
работа – это поддержание человеком усилий без перемещения тела и
конечностей в пространстве. Она более утомительна, чем динамическая, так
как напряжение мышц длится непрерывно.
Умственный труд – это труд, при котором человек занят управлением
производственным процессом и творческой деятельностью. В его основе
лежат восприятие, переработка информации и принятие решений.
Восприятие информации осуществляется анализаторами, при этом
включаются такие высшие психические функции, как внимание, память,
интеллектуальная деятельность.
Если тяжесть физического труда может быть оценена по нагрузке,
приходящейся на мышцы человека в течение определенного времени, то
тяжесть умственного труда может быть оценена только по его
напряженности, то есть количеству информации, воспринимаемой человеком
через нагруженные анализаторы в течение определенного времени
(например, количество знаков, считываемых оператором ЭВМ с экрана
дисплея в течение часа) [2].
В соответствии с принятой физиологической классификацией в
настоящее время различают следующие формы трудовой деятельности:
- формы труда, требующие значительной мышечной энергии. Этот
вид трудовой деятельности имеет место при отсутствии механизированных
средств для выполнения работ и характеризуется повышенными
энергетическими затратами – 4000-6000 ккал и выше в сутки. Развивая
мышечную систему и стимулируя обменные процессы, напряженный
физический труд имеет ряд недостатков. Прежде всего, это его
неэффективность, связанная с низкой производительностью и
необходимостью перерывов на восстановление физических сил, доходящих
порой до 50 % рабочего времени;
- механизированные формы труда. При этих формах труда
энергетические затраты рабочих колеблются в пределах 3000-4000 ккал в
сутки. Механизированные формы труда изменяют характер мышечных
52
нагрузок и усложняют программы действий. Профессии механизированного
труда нередко требуют специальных знаний и навыков. В условиях
механизированного производства наблюдается уменьшение объема
мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы конечностей,
которые должны обеспечить большую скорость и точность движений,
необходимые при управлении механизмами. Однообразие простых и
большей частью локальных действий, однообразие и малый объем
воспринимаемой в процессе труда информации приводят к монотонности
труда и быстрому наступлению утомления;
- формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим
производством. При таком производстве человек выключается из процесса
непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняет
механизм. Задача человека ограничивается выполнением простых операций
на обслуживание станка: подать материал для обработки, пустить в ход
механизм, извлечь обработанную деталь. Характерные черты этого вида
работ – монотонность, повышенный темп и ритм работы, утрата творческого
начала;
- групповые формы труда – конвейер. Эта форма труда определяется
дроблением процесса труда на операции, заданным ритмом, строгой
последовательностью выполнения операций, автоматической подачей
деталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера. При этом, чем
меньше интервал времени, затрачиваемый рабочим на операцию, тем
монотоннее работа, тем упрощеннее ее содержание, что приводит к
преждевременной усталости и быстрому нервному истощению;
- формы труда, связанные с дистанционным управлением. При этих
формах труда человек включен в системы управления как необходимое
оперативное звено, нагрузка на которое уменьшается с возрастанием степени
автоматизации процесса управления. Различают формы управления
производственным процессом, требующие частых активных действий
человека, и формы управления, в которых действия оператора носят
эпизодический характер, и основная его задача сводится к контролю
показаний приборов и поддержанию постоянной готовности к вмешательству
при необходимости в процессе управления объектом;
- формы интеллектуального (умственного) труда подразделяются на
операторский, управленческий, творческий, труд медицинских работников,
труд преподавателей, учащихся, студентов. Эти виды различаются
организацией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью
эмоционального напряжения. Интеллектуальный труд заключается в
переработке и анализе большого объема разнообразной информации, и как
53
следствие этого происходит мобилизация памяти и внимания, увеличивается
частота стрессовых ситуаций. Однако мышечные нагрузки, как правило,
незначительны, суточные энергозатраты составляют 2000-2400 ккал в сутки.
Работа оператора отличается большой ответственностью и высоким
нервно-эмоциональным напряжением. Например, труд авиадиспетчера
характеризуется переработкой большого объема информации за короткое
время и повышенной нервно-эмоциональной напряженностью.
Труд руководителя учреждения, предприятия (управленческий труд)
определяется чрезмерным объемом информации, возрастанием дефицита
времени для ее переработки, повышенной личной ответственностью за
принятые решения, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.
Труд преподавателей и медицинских работников отличается
постоянными контактами с людьми, повышенной ответственностью, часто
дефицитом времени и информации для принятия правильного решения, что
обуславливает степень нервно-эмоционального напряжения.
Труд учащихся и студентов характеризуется напряжением основных
психических функций, таких, как память, внимание, восприятие; наличием
стрессовых ситуаций (экзамены, зачеты).
Творческий труд – это наиболее сложная форма трудовой деятельности,
требующая значительного объема памяти, напряжения, внимания. Труд
научных работников, конструкторов, писателей, композиторов, художников,
архитекторов приводит к значительному повышению нервноэмоционального напряжения. При таком напряжении, связанном с
умственной деятельностью, можно наблюдать тахикардию, повышение
кровяного давления, увеличение легочной вентиляции и потребление
кислорода, повышение температуры тела и другие изменения со стороны
вегетативных функций человека.
Успешное осуществление различных форм трудовой деятельности
человека возможно при обязательном учете физиологических основ
умственного и физического труда, проведении необходимых мер по
повышению работоспособности организма, создании комфортных условий
для трудовых коллективов и отдельных работников.
III. ВЛИЯНИЕ МИКРОКЛИМАТА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Говоря о биосфере в целом, необходимо отметить, что человек обитает в
самом нижнем, прилегающем к Земле слое атмосферы, который называется
тропосферой.
54
Атмосфера является непосредственно окружающей человека средой и
этим определяется ее первостепенное значение для осуществления процессов
жизнедеятельности.
Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека
подвергается воздействию ее физических и химических факторов: состава
воздуха, температуры, влажности, скорости движения воздуха,
барометрического давления и др. В процессе трудовой деятельности
происходит обмен веществ в организме, связанный с тяжестью и
напряженностью труда. При этом происходит выделение тепла, которое во
избежание перегрева организма должно отводиться в окружающую среду.
Интенсивность теплообмена организма с окружающей средой определяется
параметрами микроклимата, то есть температурой, влажностью, скоростью
движения воздуха в рабочей зоне и наличием тепловых потоков. Одним из
необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является
обеспечение оптимальных метеорологических условий в помещениях,
оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.
Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических
особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий
отопления и вентиляции. Микроклимат, оказывая непосредственное
воздействие на один из важнейших физиологических процессов –
терморегуляцию, имеет огромное значение для поддержания комфортного
состояния организма.
Терморегуляция – это совокупность процессов в организме,
обеспечивающих равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей,
благодаря которому температура человека остается постоянной.
Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя
составляет для «стандартного человека» (масса 70 кг, рост 170 см,
поверхность тела 1,8 м2) до 283 кДж в час. При легкой физической работе –
более 283 кДж в час, при работе средней тяжести – до 1256 кДж в час и при
тяжелой – 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно
удаляться из организма.
Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если
тепловое равновесие, т.е. соответствие между теплопродукцией вместе с
теплотой, получаемой из окружающей среды, и теплоотдачей достигается без
напряжения процессов теплорегуляции. Отдача тепла организмом зависит от
условий микроклимата, который определяется комплексом факторов,
влияющих на теплообмен: температурой, влажностью, скоростью движения
воздуха и радиационной температурой окружающих человека предметов.
55
Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на
теплообмен, нужно знать основные пути отдачи тепла организмом. При
нормальных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через
кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и
испарение воды из легких. 85% тепла, отдаваемого через кожу,
распределяется следующим образом: 45% приходится на излучение, 30% на
проведение и 10% на испарение. Эти соотношения могут изменяться в
зависимости от условий микроклимата [20].
Потеря тепла телом человека путем излучения может ориентировочно
оцениваться по закону Стефана-Больцмана и рассчитывается по формуле:
Е = К (Т
4
1
– Т
4)
,
2
где Е – энергия электромагнитного излучения с единицы
поверхности тела в единицу времени;
К – коэффициент;
Т1 – абсолютная температура кожи человека;
Т2 – абсолютная температура окружающих поверхностей.
Из уравнения следует, что при Т1 > Т2 радиационный баланс
отрицательный, человек теряет тепла больше, чем получает; при Т1 < Т2 –
радиационный баланс положительный, человек получает тепла больше, чем
отдает, при этом возможно перегревание организма. На потерю тепла
излучением влияет только температура окружающих предметов, температура
же воздуха, его подвижность, относительная влажность влияния на потерю
тепла не оказывает. Электромагнитное излучение испускается любыми
нагретыми телами и при температуре тела человека лежит в области
инфракрасных, тепловых волн.
Потеря тепла испарением осуществляется в результате соприкосновения
тела человека с окружающим воздухом (конвекция) или с окружающими
предметами (кондукция). Основное количество тепла теряется конвекцией.
Эта потеря прямо пропорциональна разности между температурой тела и
температурой окружающего воздуха – чем больше разница, тем больше
теплоотдача. Если температура воздуха возрастает, потеря тепла конвекцией
уменьшается и при температуре 35-36º С прекращается. Потеря тепла
конвекцией увеличивается при увеличении скорости движения воздуха,
которая не должна превышать 2-3 м/сек, так как это может привести к
переохлаждению организма. Ускоряет теплоотдачу повышение влажности
воздуха, влажный воздух более теплоемкий.
Потеря тепла испарением зависит от количества влаги (пота),
испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1 г влаги организм теряет
2,43 кДж тепла, при нормальных условиях с поверхности кожи человека
56
испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж
энергии.
С повышением температуры воздуха и окружающих поверхностей
потеря тепла излучением и конвекцией уменьшается и резко увеличивается
теплоотдача испарением. Если температура внешней среды выше, чем
температура тела, то единственным путем теплоотдачи остается испарение.
Количество пота может достигать 5-10 л в день. Этот вид теплоотдачи очень
эффективен, если есть условия для испарения пота: уменьшенная влажность
и увеличенная скорость движения воздуха. Таким образом, при высокой
температуре окружающей среды увеличение скорости движения воздуха
является благоприятным фактором. При низких температурах воздуха
увеличение его подвижности усиливает теплоотдачу конвекций, что
неблагоприятно для организма, т.к. может привести к переохлаждению,
простуде и отморожениям. Большая влажность воздуха (свыше 70%)
неблагоприятно влияет на теплообмен, как при высоких, так и при низких
температурах. Если температура воздуха выше 30º (высокая), то большая
влажность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низкой
температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т.к. во
влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекцией. Оптимальная
влажность, таким образом, составляет 40-60%.
Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность
воздуха. Абсолютная влажность воздуха – количество водяных паров,
содержащихся в единице объема воздуха (обычно измеряется в г/м3).
Максимальная влажность воздуха – максимально возможное количество
водяных паров, которое может содержаться в единице объема воздуха при
данной температуре без конденсации в капельной фазе (измеряется также в
г/м3). Относительная влажность воздуха – отношение абсолютной влажности
при данной температуре, выраженное в процентах.
В зависимости от соотношения между температурой и влажностью
воздуха человек чувствует себя по-разному, что связано с изменением
условий теплообмена между организмом и окружающей средой, и
следовательно, с изменением нагрузки на механизмы терморегуляции
человека, обеспечивающие постоянство температуры его тела.
Существенное влияние на организм человека оказывают изменения
атмосферного давления в сторону повышения или понижения. Влияние
повышенного давления связано с механическим (компрессионным) и физикохимическим действием газовой среды. Оптимальная диффузия кислорода в
кровь из газовой смеси в легких осуществляется при атмосферном давлении
около 760 мм рт. ст. Проникающий эффект при повышенном атмосферном
57
давлении может привести к токсическому действию кислорода и
индифферентных газов, повышение содержания которых в крови может
вызвать наркотическую реакцию. При увеличении парциального давления
кислорода в легких более чем на 0,8-1,0 атм. проявляется его токсическое
действие – поражение легочной ткани, судороги, коллапс.
Понижение давления оказывает на организм еще более выраженное
действие. Значительное уменьшение парциального давления кислорода во
вдыхаемом воздухе, а затем в альвеолярном воздухе, крови и тканях через
несколько секунд приводит к потере сознания, а через 4-5 минут к гибели.
Постепенное нарастание дефицита кислорода приводит к расстройству
функций жизненно важных органов, затем к необратимым структурным
изменениям и гибели организма. Понижение давления на значительных
высотах, не связанное с недостатком кислорода – «высотная болезнь»,
вызывает в организме серьезные нарушения, так называемые
декомпрессионные расстройства, к которым относятся: высотный метеоризм
(расширение газов в желудочно-кишечном тракте), высотная
декомпрессионная болезнь (выход газов из жидкостей и тканей, в которых
они были растворены, и образование пузырьков газа в организме, например,
азота), высотная тканевая эмфизема («закипание» тканевой и межклеточной
жидкости вследствие появления в них пузырей водяного пара).
Пузырьки газов вызывают эмболию, то есть закупорку кровеносных
сосудов. Декомпрессия может быть плавной и взрывной. При постепенном
снижении давления, применении скафандров, кислородных масок,
герметизации кабин летательных аппаратов можно преодолеть или снизить
воздействие декомпрессии на организм [20].
Вопросы для самопроверки
1. Дайте классификацию основных форм деятельности человека.
2. Какие требования предъявляются к производственным помещениям,
рабочим местам?
3. Работоспособность и фазы ее изменения.
4. Какие меры применяются для профилактики утомления?
5. Что такое напряженность и тяжесть труда и какие существуют
способы оценки тяжести труда?
6. Какое влияние на организм человека оказывает атмосферное
давление?
58
Лекция 3
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Вопросы:
1. Параметры микроклимата и их влияние на самочувствие человека.
2. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата.
3. Системы обеспечения параметров микроклимата.
4. Требования к освещению помещений и рабочих мест.
I. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА
САМОЧУВСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА
Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности
человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в
помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие
человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от
теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона
года, условий отопления и вентиляции.
Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением
теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени
физического напряжения в определенных климатических условиях и
составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт (при тяжелой работе). Для
того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально,
выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в
окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к
перегреву либо переохлаждению организма и как следствие к потере
трудоспособности, быстрой утомляемости, потере сознания и тепловой
смерти.
Одним из важных показателей теплового состояния организма является
средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5ºС. Она зависит
от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при
выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и
тяжелой при высокой температуре воздуха температура тела может
повышаться от нескольких десятых градуса до 1-2ºС. Наивысшая
температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет
+43ºС, минимальная +25ºС. Температурный режим кожи играет основную
роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных
пределах, и при нормальных условиях средняя температура кожи под
59
одеждой составляет 30-34ºС. При неблагоприятных метеорологических
условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20º С, а
иногда и ниже [2].
Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение
Q
человека полностью воспринимается окружающей средой Qто, т.е. когда
тп
имеет место тепловой баланс Qтп= Qто, то в этом случае температура
внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не
может быть полностью передана окружающей среде (Qтп > Qто), то
происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое
самочувствие характеризуется понятием жарко. Теплоизоляция человека,
находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лежа), от окружающей
среды приведет к повышению температуры внутренних органов уже через 1
час на 1,2ºС. Теплоизоляция человека, производящего работу средней
тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5ºС и вплотную
приблизится к максимально допустимой. В случае, когда окружающая среда
воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Qтп< Qто),
происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие
характеризуется понятием холодно. Тепловое самочувствие человека, или
тепловой баланс, в системе «человек – среда обитания» зависит от
температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха,
атмосферного давления, температуры окружающих предметов и
интенсивности физической нагрузки организма [2].
Параметры – температура окружающих предметов и интенсивность
физической нагрузки организма – характеризуют конкретную
производственную обстановку и отличаются большим многообразием.
Остальные параметры – температура, скорость, относительная влажность и
атмосферное давление окружающего воздуха – получили название
параметров микроклимата.
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на
тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например,
понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют
усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при
испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При
повышении температуры воздуха возникают обратные явления.
Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 30ºС
работоспособность человека начинает падать. Для человека определены
максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и
используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха,
60
при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без
специальных средств защиты, около 116ºС.
Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в
значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха.
Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в
единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно
неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает
высокая влажность при tос>30º С, так как при этом почти вся выделяемая
теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении
влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного
покрова.
Возникает так называемое «проливное» течение пота, изнуряющее
организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.
Недостаточная влажность воздуха также может оказаться
неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со
слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения
болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании
людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться
относительной влажностью в пределах 30-70%.
Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало
зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления.
У человека, работающего в течение 3 часов без приема жидкости, образуется
только на 8% меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги.
При испарении влаги снижается и вес человека. Считается допустимым для
человека уменьшение массы его тела на 2-3% путем испарения влаги
(обезвоживание организма). Обезвоживание на 6% влечет за собой
нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение
влаги на 15-20% приводит к смертельному исходу [2].
Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных
солей (до 1%, в том числе 0,4-0,6% NaCl). При неблагоприятных условиях
потеря жидкости может достигать 8-10 л за смену и в ней до 60 г поваренной
соли (всего в организме около 140 NaCl). Потеря соли лишает кровь
способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности
сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко
расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки [2].
Для восстановления водного баланса людям, работающим в горячих
цехах, устанавливают автоматы с подсоленной (около 0,5% NaCl)
газированной питьевой водой из расчета 4-5 л на человека в смену. На ряде
заводов для этих целей применяют белково-витаминный напиток. В жарких
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]